近日，我校物质学院陈刚课题组在无甲胺钙钛矿太阳能电池的界面调控和机理研究方面再次取得重要进展。他们通过使用烷基胺盐对三维钙钛矿薄膜表面进行后处理，获得高效率、高稳定性的钙钛矿太阳能电池；同时利用同步辐射掠入射X射线衍射技术深入研究表面后处理形成界面层的成分和结构，进一步研究界面调控与器件性能之间的相互联系。目前，该成果以Interfacial Structure and Composition Managements for High-Performance Methylammonium-Free Perovskite Solar Cells为题，发表于国际知名学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。近年来，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率进一步提升至25%以上。高性能钙钛矿太阳能电池中一般含有甲脒和甲胺等有机阳离子，然而甲胺遇热易分解的特性导致其热稳定性远达不到商业化标准；此外钙钛矿/电荷传输层界面存在的大量缺陷态进一步制约了钙钛矿太阳能电池的发展。针对这一系列重要问题，陈...

近日，上海科技大学免疫化学研究所饶子和/王权团队与合作者联合解析的新型冠状病毒RNA依赖的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRp）催化状态复合体冷冻电镜结构被蛋白质结构数据库（Protein Data Bank，PDB）选为2020年9月的明星分子（September Molecule of the Month）（图1）。图1.PDB九月明星分子–新冠病毒RdRp复合体冷冻电镜结构PDB指出，新型冠状病毒RdRp是新冠病毒转录复制的核心部件，被认为是重要的抗病毒药物靶标，目前紧急获批的瑞德西韦便是基于此靶标的抗病毒药物。在新冠疫情发生的几个月内，科学家们便迅速解析了新冠病毒RdRp复合体的冷冻电镜结构，其中包括上科大免化所饶子和、王权等在国际上率先解析的 “RdRp-nsp7-nsp8” 复合物结构（PDB ID：6m71，7btf）（图2）以及RdRp及其辅助因子与RNA和抗病毒候选药物瑞德西韦复合体的结构（PDB ID：7bzf，7c2k）（图3）。“RdRp-nsp7-nsp8”复合物结构由饶子和/王权团队和清华大学娄智勇...

我校创意与艺术学院智造系统工程中心张振波课题组近期与国际合作者研究发现多晶镍基高温合金中孪晶界更易于诱发裂纹萌生扩展，通过多尺度结构表征和第一性原理计算，首次从原子尺度揭示了该反常现象的物理机制，对于调控多晶镍基高温合金的性能具有重要意义。相关成果于9月29日以题为”Strain localisation and failure at twin-boundary complexions in nickel-based superalloys”发表于国际著名期刊Nature Communications (Doi: 10.1038/s41467-020-18641-z)。镍基高温合金具有优良的高温强度和氧化腐蚀抗力，是制造航空发动机和燃气轮机等高温高压部件的关键结构材料，也是核电、深海等领域广泛应用的结构材料。在这些苛刻的工况下服役时，晶界被视为镍基高温合金的“阿喀琉斯之踵”，沿晶界断裂是多晶镍基高温合金失效的最主要原因之一。镍基高温合金由于低的层错能，合金中高达50%的晶界是退火过程中形成的孪晶界。相对于普通晶界，共格孪晶界具有较低的...

9月24日，上海科技大学物质学院张石磊教授课题组在时间分辨软X射线散射方法学上取得进展，开发出基于同步辐射X射线“反射率铁磁共振”（Reflectometry Ferromagnetic Resonance, 简称RFMR）技术。该技术可以广泛应用于研究磁性薄膜材料中的磁振子结构及自旋波的性质。该研究成果以“Depth-resolved magnetization dynamics revealed by x-ray reflectometry ferromagnetic resonance”为题发表在物理学国际顶尖期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters），并特别配以专题评述文章。Physical Review Letters专题评述文章磁性薄膜是磁学领域中被广为研究的材料体系之一。由于其制备工艺成熟且结构参数的可调性丰富，众多的物理效应可以通过人工设计的异质结或超晶格结构获得，是研究凝聚态磁学和自旋电子学的重要体系。例如，通过制备铁磁/非磁/铁磁的三明治薄膜结构，可以实现自旋阀和隧道结体系观测到磁电阻效应；通过制备铁磁/重金属异质结，可以诱导出...

上海科技大学免疫化学所抗体化学实验室与分析化学平台联合研究团队针对质谱交联技术（XL-MS）中尚需解决的简化复杂数据处理这一关键问题，发展了一种新型交联剂（pDSPE），并开发出一种用于提高交联肽段鉴定数目的新型决策树搜索策略（DTSS）。该研究成果以“Decision Tree Searching Strategy to Boost the Identification of Cross-Linked Peptides”为题，于9月21日在美国化学会旗下的 Analytical Chemistry 杂志在线发表。蛋白质的空间结构及蛋白质间的相互作用信息对于蛋白质功能研究具有重要意义。与研究蛋白质结构与相互作用的传统技术相比，化学交联质谱具有高通量及全细胞水平等优势。然而交联质谱在交联肽段鉴定过程中所需搜索数据量大、假阳性率高，这些缺点限制了交联质谱在研究蛋白结构及相互作用中的广泛应用。为了解决这一难题，不同的交联质谱鉴定算法和软件（如xlink/MeroX/pLink等）被开发出来。也有研究者从交联剂的基础结构上进...

近日，物质学院杨晓瑜课题组在联芳基轴手性化合物不对称催化合成领域取得重要进展，相关工作以“Versatile Method for Kinetic Resolution of Protecting-Group-Free BINAMs and NOBINs through Chiral Phosphoric Acid Catalyzed Triazane Formation”为题，于国际知名期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上在线发表。联芳基轴手性化合物广泛存在于具有生理活性的小分子以及天然产物中，并且其在不对称催化领域有些广泛的应用，特别是一些官能团化的联芳基轴手性化合物被广泛用于手性配体和手性催化剂的开发，例如1,1'-联萘二酚（BINOL）、1,1'-联萘二胺（BINAM）和2-氨基2'-羟基-1,1'-联萘（NOBIN）等。然而，与具有众多不对称催化合成途径的BINOL类化合物相比，通过不对称催化方法合成BINAM及NOBIN类化合物的发展仍较为缓慢。杨晓瑜课题组致力于研究手性Brønsted酸催化苯胺类底物与偶氮二甲酸酯的新型不对称催...

近日，由我校物质学院教授马延航、章跃标和特聘教授Kenneth D. M. Harris组成的国际合作研究团队，率先提出了三维电子衍射结构解析的新方法，成功实现了分辨率仅为3.78 Å的共价有机框架结构精确解析。该成果在国际知名化学杂志《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上在线发表，题为Direct-Space Structure Determination of Covalent Organic Frameworks from 3D Electron Diffraction Data。图1. 相关论文在《德国应用化学》在线发表共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）是由有机构筑单元通过共价键链接形成的二维或三维多孔晶体，具有孔道规整、稳定性高及功能可调等特点，可以实现分子尺度精准调控以及对客体分子的动态响应，具有广阔的应用前景。然而，这类材料结晶困难、骨架具有柔性以及存在结构缺陷等原因，导致难以获得高分辨的衍射数据，其原子级分辨率结构解析是该领域长期以来的重大挑战。此前，章跃标...

近日，上海科技大学免疫化学研究所特聘教授、生命学院创始院长林海帆研究团队通过运用多种技术手段，发现了人类PIWI蛋白家族中的PIWIL1蛋白通过不依赖piRNA的新型调控机制促进胃癌的发展，阐明了PIWI蛋白在胃癌中的重要生理功能，并揭示了PIWI蛋白在生殖系外的体细胞肿瘤中的新型调控机制。该研究成果以PIWIL1 promotes gastric cancer via a piRNA-independent mechanism为题发表在国际知名期刊《美国科学院刊》（Proceedings of the National Academy of Science, PNAS）上。随着癌症治疗的不断发展，精准靶向治疗越来越引起人们的关注。精准靶向治疗在于能够特异性的清除肿瘤细胞而非正常细胞，从而实现其杀伤肿瘤细胞的高效性和低毒副作用。PIWI蛋白是PAZ-PIWI结构域(PPD)蛋白家族的一个亚家族，最初是由林海帆教授的实验室发现的。PIWI蛋白在生殖系发育中具有重要的功能，并通过与一种小型非编码RNA (PIWI- interaction RNA (piRNA)形成分子复合体来发挥它...

近日，我校物质学院电镜中心团队基于球差校正的扫描透射电子显微镜（STEM），利用先进的环形明场像（ABF）和环形暗场像（ADF）技术，成功观察到了电子束极其敏感的Na-LTA分子筛中的Na原子，以及分子筛框架中的O原子和所有Si/Al原子，并首次观察到了Fe取代的MFI分子筛框架中的Fe原子。此项成果以Direct Atomic-Level Imaging of Zeolites: Oxygen, Sodium in Na‐LTA and Iron in Fe‐MFI 为题发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，并被选为Very Important Paper及封面文章。分子筛由于其结构的可设计性和多样性，在吸附、催化等各个领域发挥着重要的作用。因此，对其结构中每个原子的直接观察，包括框架中的硅、铝、氧、取代性的杂原子以及非框架的阳离子等，对理解其结构和性能起着至关重要的作用。然而受限于该类材料极强的电子束敏感性，目前这方面的研究仍颇具挑战。在该工作中，研究人员首先选取了电子束最敏感材料之一的...

随着电动汽车以及各种电子产品对于高能量密度的安全储能设备的需求不断增长，全固态锂电池受到了极大的关注。传统的锂离子电池系统由于使用了易燃的有机电解液，其安全性一直以来都是人们关注的焦点，而固态电解质凭借其固有的热稳定性以及兼容高能量密度锂金属负极的特性，被认为有希望取代传统的液态电解液。然而全固态锂电池仍存在不少挑战，固态电解质和电极之间固固接触所形成的高界面阻抗仍是限制其实际应用的关键问题。此外，由于电极中较长的离子扩散路径，全固态锂电池的活性物质负载通常较低（<1 mg cm-2），该值远小于目前商用锂离子电池钴酸锂正极的12 mg cm-2和石墨负极的6 mg cm-2。近日，我校物质学院刘巍课题组在高性能全固态锂电池的固体聚合物电解质方面取得重要进展。他们突破传统制备方法，利用立体光固化成型（SLA）3D打印技术，以聚乙二醇二丙烯酸酯为聚合物基体原料，3D打印出一种具有三维表面结构的聚合物固态电解质。由于构建出3D...

9月9日，上海科技大学物质学院电镜中心主任Osamu Terasaki教授课题组和武汉大学邓鹤翔教授、昝菱教授团队合作在国际学术期刊《自然》（Nature）发表题为Molecular Compartments Created in Metal-Organic Framework for Efficient CO2Photoreduction的研究论文。该项工作通过以高分辨电子显微镜为代表的多种先进手段对具有优异光催化性能的TiO2-in-MOF材料进行了精准结构表征，揭示了其在二氧化碳光还原反应中优异催化作用的机理。基于太阳能的人工光合作用可以将二氧化碳转化为化学能源，然而催化剂的效率和稳定性一直是限制其得以广泛应用的主要因素。该论文通过在分子尺度精确调控光催化剂TiO2和金属有机框架（MOF）之间的协同作用，实现了优异的CO2光还原催化性能，在350 nm波长下量子效率达到11.3%，转化效率（TOF）结果是参考样品TiO2（P25）的14000倍。MOF材料是有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的有机-无机杂化材料，框架内的孔隙可以吸附...

围绕着近年来国家在计算机系统软硬件的“卡脖子”问题和“计算机系统软硬件自主可控”的战略布局，信息学院系统与安全中心（SSC）立足计算机系统底层前沿技术的探索和研究，为爆发式增长的各类应用需求以及学科间的交叉融合研究提供坚实的系统架构、算法、网络和安全等基础支撑。系统与安全中心教学科研团队近期，SSC先后在高性能计算领域顶级会议SC-2020、计算机操作系统领域顶级会议OSDI-2020和计算机系统结构领域顶级会议ISCA-2020上发表重要科研成果，实现了上海科技大学在计算机系统领域顶级会议零的突破。有别于理论与应用类的成果，计算机系统领域的研究工作，除了要求思路新颖之外，还需要在实体计算机系统上实现设计并开展验证和测试工作，具有设计开发测试周期长、实现难度大等特点。以上科研成果平均历时20个月，以数据存储、编译器和DRAM内存结构为三个切入点，针对计算机系统结构的问题提出了新思考，为计算机系统软硬件设计的新黄金时代积累自主...

9月7日，物质学院季泉江课题组与复旦大学甘建华课题组在《自然·催化》(Nature Catalysis)共同发表题为Catalytic-state structure and engineering of Streptococcus thermophilus Cas9 的研究论文，解析了Cas9核酸酶罕见的催化状态结构，揭示了嗜热链球菌Cas9核酸酶（Streptococcus thermophilus Cas9, St1Cas9）的催化机制和PAM DNA识别机制，并基于这些机制进化拓展了St1Cas9 PAM DNA识别，为Cas9核酸酶工作机制的理解和定向进化奠定了重要基础。CRISPR/Cas9基因组编辑技术由于简便性和高效性，已经被广泛应用于生物学、医学、农学等领域的基础与应用研究。目前最广泛使用的酿脓链球菌Cas9（Streptococcus pyogenes Cas9, SpCas9），由于脱靶性、细胞毒性、大尺寸（1368个氨基酸）和严格的PAM识别等性质，严重限制了其在疾病治疗等领域的应用。发掘和改造来自不同物种中的Cas9核酸酶是解决目前CRISPR/Cas9技术问题的一种行之有效的方法。St1Ca...

9月2日，我校生命学院沈伟课题组与免疫化学研究所/生命学院杨海涛课题组在国际学术期刊Science Advances（《科学·进展》）上在线发表了题为Parabrachial neuron types categorically encode thermoregulation variables during heat defense 的研究论文，论述脑干臂旁核（Lateral parabrachial nucleus , LPB）至下丘脑视前区（Preoptic area, POA）神经环路在热抵抗过程中的作用。该研究发现了LPB两种不同的热抵抗神经元分类化编码不同的温度调节变量，并阐述了这些神经元对发热、能量消耗及体重的影响，为热休克和更年期潮热症等疾病的防治提供了科学基础。热抵抗是高热环境下维持体温稳定的关键。热抵抗调节变量主要包括抑制产热和促进血管舒张。当环境温度从25℃变化到30-38℃高温后，小鼠的体温（Tcore）、背部棕色脂肪温度（TiBAT）和尾巴温度（Ttail）也随之快速变化。为了研究传入的热信号如何被转化为可差异化调节多个器官的控制信号，本研究发展...