学术年！东大最新科研成果一览

东大·学术年

1

胡林峰教授团队

在锌金属负极的超高利用率领域

取得重要进展

近日，材料科学与工程学院胡林峰教授团队在水系电池的锌金属离子沉积动力学调控和锌金属负极超高利用率方面取得了重要进展，相关成果以“ A Dual Salt/Dual Solvent Electrolyte Enables Ultra-High Utilization of Zinc Metal Anode for Aqueous Batteries”为题在线发表于材料领域顶级期刊《先进材料》(Advanced Materials)。

低成本、高安全性的水系锌离子电池作为下一代规模化能源储存设备具有极大的应用潜力。然而，锌离子在锌金属负极上进行深度沉积时，存在锌枝晶、锌腐蚀以及沉积动力学缓慢等问题，导致电池的锌负极可逆性低，一直是困扰水系锌电池商业化应用的巨大挑战。

双盐/双溶剂电解液的设计及其溶剂化结构

针对这一挑战，团队设计了一种由Zn(BF4)2/Zn(Ac)2和H2O/TEGDME组成的新型双盐/双溶剂电解液，利用其独特的“内助盐与外助溶剂”效应同时实现了界面的快速锌离子动力学和抑制水反应，从而为高性能锌离子电池提供了一种新颖的电解液设计，也为多功能电解液中“内层共盐和外层共溶剂”的协同调节机制提供了新的理解。

论文的第一作者为东南大学博士生关凯林，通讯作者为东南大学胡林峰教授。该工作受到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省杰青和东南大学中央高校优秀青年团队项目的资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202405889

2

倪振华教授、吕俊鹏教授课题组

在二维范德华异质结能带对准工程研究上

取得新进展

近日，倪振华教授、吕俊鹏教授课题组和中国科学院半导体研究所魏钟鸣研究员课题组合作提出了利用原子取代构建渐变能带结构的新策略，在WSe2/Bi2Te3-xSex范德华异质结（vdWHs）中，实现了I型到III型的精准能带匹配，获得了高效的异质界面电荷转移，构筑了高性能光电器件。相关成果以《二维范德华异质结中组分可调的I型到III型能带对准工程》“Composition Modulation-Mediated Band Alignment Engineering from Type I to Type III in Two-dimensional vdW Heterostructures”为题发表在Advanced Materials上。

本研究利用原子取代构建渐变能带结构的新策略，成功制备了单层WSe2和五层Bi2Te3-xSex（0≤ x≤3）范德华异质结，并实现了从Type I到Type III的能带匹配的精准调控。通过紫外光电子能谱（UPS）和开尔文探针力显微镜（KPFM）的实验手段及密度泛函理论（DFT）分析，验证了能带匹配调控对光电探测器和发光二极管（LED）性能的显著影响。为能带结构调控应用于设计制备新型光电器件提供了新的思路。

东南大学物理学院博士生郭丁立、傅强、张贵涛为本文的共同第一作者。东南大学电子科学与工程学院、物理学院倪振华教授、吕俊鹏教授，东南大学物理学院赵蓓副教授以及中国科学院半导体研究所魏钟鸣研究员为本文的共同通讯作者。东南大学物理学院陈乾教授带领学生进行了相关理论的模拟。该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202400060

3

张宇教授课题组

在《自然通讯》上发表最新研究成果

近日，生物科学与医学工程学院张宇教授课题组在纳米酶催化机制研究中取得新突破，研究成果以“Elucidating the catalytic mechanism of Prussian blue nanozymes with self-increasing catalytic activity”为题在国际高水平期刊《自然通讯》（Nature Communications）上在线发表。

催化机制研究是纳米酶理性设计和应用的基础，相较于活性中心明确可调的单原子纳米酶，阐明组分及结构复杂的传统纳米酶催化机制具有极大挑战性。自张宇课题组发现普鲁士蓝纳米颗粒具有多酶活性以来，普鲁士蓝纳米酶（PBNZ）已被广泛应用于各个领域。尽管课题组此前初步提出了基于氧化还原电位匹配的电子转移机制来解释PBNZ的催化过程，但其具体催化机制仍需通过实验证据和理论计算来进一步明确。

该项工作基于长时程催化策略系统分析了PBNZ在催化过程中的酶活性变化及表面结构转变。首次揭示了PBNZ的长催化寿命特性，这一发现为理解纳米酶的催化行为提供了新的视角，也为设计高活性纳米酶提供了理论基础。此外，该研究结果意味着PBNZ在实际应用中具有更高的持久性，这对于推动纳米酶技术在生物医学和环境治理等领域的应用具有重要的实践意义。

东南大学生物科学与医学工程学院博士研究生封开政为论文第一作者，东南大学张宇教授、马明教授和国家纳米科学技术中心高兴发教授为论文共同通讯作者。东南大学为第一通讯单位。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50344-7

4

李全团队受邀

在Advanced Materials上

发表长篇综述论文

近日，智能材料研究院院长、首席科学家、化学化工学院李全团队受邀对光致变色碳纳米材料最新研究进行系统回顾。该文章以“Photochromic Carbon Nanomaterials: An Emerging Class of Light-Driven Hybrid Functional Materials”为题发表在国际顶级期刊Advanced Materials上，并被选为Frontispiece。

光致变色分子在存储器、光学器件以及通过光驱动和操纵分子马达或致动器和许多其他系统中具有显著的潜力，是一个重要的科学前沿。当光致变色分子被引入到碳纳米材料中时，所产生的杂化体提供了独特的优势并创造了可用于特定应用和设备的新功能。

在该文章中，李全团队重点介绍了各种光致变色碳纳米材料的最新研究进展，并介绍了光致变色分子和碳纳米材料。在文章的第2节中讨论了不同光致变色碳纳米材料的基本原理，第3节中强调了光致变色碳纳米材料的特性，第4节中介绍了功能性光致变色碳纳米材料在能量存储(太阳能热燃料、光热电池和超级电容器)、纳米电子学(晶体管、分子结、光可切换电导和光诱导电子转移)、传感器和生物成像方面的应用。最后，展望了光致变色碳纳米材料未来的挑战和机遇。该论文介绍了一个充满活力的跨学科研究领域，并有望推动纳米科学、先进纳米技术、智能响应材料和设备的进一步发展。

东南大学李全为通讯作者。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202401912

5

孙岳明教授团队

在《德国应用化学》上发表重要研究成果

近日，化学化工学院孙岳明教授带领团队在溶液法有机电致发光器件方向取得重要突破。相关成果以 “Cascade Effect of a Dimerized Thermally Activated Delayed Fluorescence Dendrimer”为题，在线发表在国际顶级期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。

有机发光二极管（OLED）的外量子效率（EQE）是影响其应用的重要参数。目前，在分子层次上提高发光分子的水平发射偶极取向是提升器件 EQE的一种简单有效策略。当前关于提高可溶液加工的发光分子水平发射偶极取向的分子设计策略鲜有报道。2022年，课题组（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202212861）首次报道了热活化延迟荧光（TADF）发光分子锚定策略可以有效诱导分子偶极取向由各向同性向水平方向转变。为了进一步提高可溶液法加工发光分子的水平发射偶极取向，本课题组采用苯基桥连双TADF单元，成功构建了具有二聚化结构的树枝状大分子。该材料的使用实现了目前报道最高EQE的溶液法非掺杂器件（32.6%）和窄光谱敏化器件（30.7%）。这项工作为提高溶液法发光分子的水平发射偶极取向提供了新的分子设计策略。

东南大学化学化工学院博士后赵桂敏为论文的第一作者，蒋伟教授为通讯作者，东南大学为唯一通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202412720

6

邱海波/巢杰团队

揭示中性粒细胞反向跨内皮介导

脓毒症致远隔肺损伤新机制

近日，东南大学江苏省重症医学重点实验室邱海波/巢杰团队在著名国际学术期刊《Advanced Science》在线发表了题为“Endothelial Cell-Derived Extracellular Vesicles Promote Aberrant Neutrophil Trafficking and Subsequent Remote Lung Injury”的研究论文。该研究解析了内皮源性细胞外囊泡通过介导中性粒细胞反向跨内皮迁移，进而导致远隔器官损伤的新机制。

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是临床常见的危重症。肺外源性ARDS多由脓毒症导致，病死率高达41.5%且预后差，但缺乏有效的治疗药物。深入探讨脓毒症所致的肺外源性ARDS的发病机制，对于寻找有效治疗靶点意义重大。

该研究阐明了中性粒细胞异常迁移在肺外源性ARDS发生、发展中的作用，解析了内皮EVs促进中性粒细胞发生rTEM的机制，揭示了远端器官损伤的新途径，为临床脓毒症ARDS的精准治疗提供潜在靶点和新策略。

本文第一作者是东南大学医学院博士生资双凤、助理研究员吴晓菁和副研究员唐颖，通讯作者为东南大学邱海波教授和巢杰教授。该工作得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、江苏省自然科学基金等项目资助。

论文链接：

http://doi.org/10.1002/advs.202400647

东大“学术年”科研成果

（仅截取部分）

原标题：《学术年！东大最新科研成果一览》

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