近日，同济大学环境、材料、物理、化学、医学等领域的一批高水平原创科研成果接连发表于国际权威学术期刊，展现了前沿科学领域的“同济力量”。同济大学瞄准重要科学问题和关键核心技术，持续开展前沿探索、科研攻坚，不断获得新进展、新突破。

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哪些科研成果得以发表

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为内分泌干扰物和抗生素类新污染物

的高效治理提供新策略

2022年12月27日，国际权威刊物《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表了同济大学环境科学与工程学院林思劼教授团队的研究论文“In situ turning defects of exfoliated Ti3C2 MXene into Fenton-like catalytic active sites”。研究可实现多种典型新污染物（如阿特拉津、四环素、对硝基苯酚等）的高效降解。

该研究提出了一种巧妙利用MXene本征表面缺陷和丰富过渡金属源原位构筑类芬顿纳米复合催化剂的新策略。文章可控制备了一系列无定形碳负载的高密度TiO1.47纳米团簇（TiO1.47@C），揭示了钛基类芬顿催化剂活化H2O2降解阿特拉津的反应机制，实例论证了二维纳米材料“Safer-by-design”的实现路径，为内分泌干扰物和抗生素类新污染物的高效治理提供了新策略。研究开发了一种新型的H2O2湿法氧化工艺。

为下一代可穿戴电子器件等研究提供新思路

随着电子皮肤、健康管理、极端压力监测等需求的不断增长，宽响应范围柔性压敏电子器件的研发显得日益迫切。近年来，柔性气凝胶基压敏电子器件由于轻质和优良传感性能而备受关注。然而，气凝胶的可拉伸性和弹性通常较差，且目前柔性压敏电子器件检测范围通常较窄，难以满足宽范围压力传感的实际需求。

同济大学材料科学与工程学院祖国庆课题组采用溶胶-凝胶/热压/冷冻铸造/常压干燥的新策略，构建了具有梯度模量多孔结构的可拉伸、超弹性还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合气凝胶，实现了超宽响应范围柔性压敏电子器件。近日，相关研究成果以“Bioinspired gradient stretchable aerogels for ultrabroad-range-response pressure-sensitive wearable electronics and high-efficient separators”为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，并被选为VIP论文。

将微量贵金属单原子与低成本过渡金属氧化物

相结合设计催化剂

2022年12月14日，《自然·通讯》（Nature Communications）在线发表了同济大学材料科学与工程学院马吉伟教授团队及其合作者的研究论文“Iridium single atoms incorporated in Co3O4 efficiently catalyze the oxygen evolution in acidic conditions”。该研究通过一种简单的机械力化学法成功得到了Ir单原子掺杂的尖晶石Co3O4纳米材料，其中Ir的原子比约为1.05%。该催化剂在酸性介质中展现出优越于商业IrO2的氧析出活性以及稳定性。

该论文采用了先进的原位同步辐射技术实时监测了催化剂中各元素在反应过程中电子结构的变化，并结合理论计算揭示了该催化剂的高催化活性机理。此外，该催化剂的合成可以进一步实现克级规模的批量化生产，揭示了其在实际电解水设备中应用的潜力。

完整地观测了非厄米声学趋肤效应

非厄米声学系统中增益调制往往很难构造，为呈现许多反常的声波波动现象、厘清其中的物理图像带来了一定的困难。因此，通常认为在被动系统中仅能激发衰减的模态，而观测不到放大的模态。

2022年12月12日，《自然·通讯》（Nature Communications）在线发表了同济大学物理科学与工程学院祝捷教授团队及其合作者的研究论文“Transient Non-Hermitian Skin Effect”。该研究工作引入复频率激发的手段，通过声波和真实的损耗相互作用来产生暂态的“虚拟增益”和损耗效果，并在无源被动声学系统中完整地观测了非厄米趋肤效应导致的奇异现象。该方案也有望用于研究更加复杂的非厄米物理模型，并推广到其他波动体系。

开创性地从理论上提出了

光力的新的实现方式

2022年12月10日，同济大学物理科学与工程学院王占山和程鑫彬教授团队的特聘研究员施宇智与清华大学、法国国家科研中心合作在Science子刊《科学进展》（Science Advances）在线发表题为《开发连续域束缚态中的奇异拓扑光力》（Exploiting Extraordinary Topological Optical Forces at Bound States in the Continuum）的论文。光镊技术利用光和物质相互作用的力学效应产生光力对细小颗粒进行操控。该论文首次研究了基于连续域束缚态（BIC）的奇异拓扑光力，从理论上揭示了BIC的光场局域能力和偏振奇点的拓扑性质实现微粒稳定捕获、驱散和旋转的新机制。

该研究开创性地从理论上提出了光力的新的实现方式，丰富了人们对光力的认知，为颗粒操控提供了一个崭新的思路，有望在片上颗粒多功能操控、分选和检测等领域取得重要应用。

通过人工电催化二氧化碳合成氨基酸

在自然界中，通过生物固碳和二氧化碳还原反应可以得到从小分子到生物分子的一系列产物。虽然目前人工电催化二氧化碳还原反应可以形成多碳，但具有多种官能团（如C-N键和C=O键）的C3+产物，特别是生物分子还无法实现。

针对这一难题，同济大学化学科学与工程学院韩璐教授课题组与上海交通大学、复旦大学教授团队合作攻关。近日，他们首次通过使用手性无机纳米铜材料应用于二氧化碳电催化还原之中，人工合成了氨基酸，相关成果“Synthesis of Amino Acids by Electrocatalytic Reduction of CO2 on Chiral Cu Surfaces”发表于Cell Press知名期刊《化学》（Chem）。该研究为二氧化碳电催化还原合成高附加值和手性的多碳产物提供了重要借鉴。

发展羰基脱氧卤硼化反应新方法

α-卤代硼酸酯作为一类具有极大转化潜力的硼化合物，在有机合成和药物合成中具有重要的应用价值。现有合成三取代α-卤代硼酸酯的方法，往往需要强碱、极低温度以及对空气和水分敏感的有机金属试剂，限制了其应用范围。同时，目前对于四取代α-卤代硼酸酯以及手性α-卤代硼酸酯的合成还没有太好的方法。

2022年12月7日，同济大学化学科学与工程学院徐涛教授课题组提出了羰基去氧双官能团化（DODC）策略，实现了醛的去氧烷硼化及去氧芳硼化反应。课题组进一步借助DODC策略，利用广泛存在或者合成易得的醛、酮作为反应前体，实现了α-卤代硼酸酯和手性α-氯代硼酸酯的高效合成。相关成果“Deoxygenative Haloboration and Enantioselective Chloroboration of Carbonyls”在线发表于化学领域国际知名学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。

为治疗动脉粥样硬化提供了理论依据

2022年12月6日，同济大学附属第十人民医院彭文辉教授团队在《自然·通讯》（Nature Communications）在线发表了题为“Extracellular traps from activated vascular smooth muscle cells drive the progression of atherosclerosis”的研究论文。该研究首次揭示了在动脉粥样硬化斑块进展过程中，血管平滑肌细胞发生巨噬细胞转分化伴随PAD4表达升高，发生细胞外捕捉这一生物学现象。细胞外捕捉释放的DNA等物质，通过激活斑块中其他细胞的TLR4信号通路和STING-SOCS1信号通路，加速血管平滑肌细胞向致病性转分化，促进斑块进展和不稳定。

该研究结论为动脉粥样硬化中血管平滑肌细胞命运重编程后相关功能研究填补了空白，为精准化靶向干预血管平滑肌细胞转分化方向从而治疗动脉粥样硬化疾病提供了理论依据。

助力高效电化学脱盐电极开发新策略

2022年11月28日，同济大学环境科学与工程学院马杰教授团队在《先进科学》（Advanced Science）上发表了题为“Ti3C2-MXene Partially Derived Hierarchical 1D/2D TiO2/Ti3C2 Heterostructure Electrode for High-Performance Capacitive Deionization”的学术论文，报道了一种利用原位碱处理构建部分衍生的MXene脱盐电极（1D/2D TiO2/Ti3C2）的新策略。

TiO2/Ti3C2电极具有独特的三明治夹层分级结构和赝电容效应，展现出高效的脱盐容量和循环稳定性，此研究对构建具有优异电容去离子性能的MXene基赝电容电极材料具有重要意义。