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科研快报 | 中大近期科研进展速览13

2022/11/8 17:20:47  阅读:368 发布者:

编者按:

科技兴则民族兴,科技强则国家强。为了更好的展现学校科研动态,增强广大科研工作者的认同感、归属感、自豪感,激发科研创新活力、促进学科交叉融合,科学研究院将持续汇总报道校内各单位重要科研进展,诚邀各单位积极来稿。

内容速览

1.  管理学院倪丹助理教授在FT50国际权威期刊发表研究新成果

2.  化学学院韩治际教授课题组报道一种蒽醌有机染料用于低能量光高效催化产氢

3. 材料科学与工程学院衣芳教授课题组在智能传感织物对多信号实时区分检测方面取得新进展

4. 海洋科学学院王东晓教授研究团队关于北太平洋环流振荡模态及其大气波动20年变化周期的影响研究

5. 医学院赵文婧教授团队在抗癌药物微生物组学研究领域取得系列优秀成果

6. 理学院院苏伟副教授在电弱相变与W玻色子质量异常研究上取得重要进展

01

管理学院倪丹助理教授在FT50国际权威期刊发表研究新成果

管理学院倪丹助理教授以第一作者身份在国际顶级管理学术期刊Human Relations上发表题为“How and When Leader Mindfulness Influences Team Member Interpersonal Behavior: Evidence from a Quasi-Field Experiment and a Field Survey”的研究论文,揭示了领导正念对团队成员的人际公民行为和人际反生产工作行为的影响。

1  理论模型

作者基于动机的共情理论和正念文献,考察了共情关注的交叉效应,从而捕捉领导正念效果的作用机制;鉴于正念文献强调了正念效果在负面情境下会得到更大程度的发挥,作者通过关注团队的阻碍型压力源探索了领导正念效果的边界条件。

该研究的理论贡献主要包括:第一,该研究强调并验证了领导正念在情感调节中的核心功能,即领导正念通过共情关注“从上至下”的交叉效应发挥作用。这为我们提供了一个新的理论视角来解释领导正念如何发挥人际作用。第二,该研究解决了领导正念的效果何时会被激发或抑制的重要问题,从而帮助我们对领导正念效果形成了一个更加完整的理解,也回应了以往学者们的强烈呼吁。第三,尽管共情关注通常被看作是一个相对稳定的概念,但是学者们也指出它会受到情境因素的影响。本研究证实并拓展了这一观点。此外,有关正念和共情关系的研究具有不一致的结论,这很可能是由于现存研究忽略了这一关系背后的潜在边界条件。该研究通过考察阻碍性压力源的调节作用,在一定程度上解释了为何存在不一致的研究结论,从而加强了我们对于二者关系的理解,促进正念与共情文献的发展。

来源:中山大学管理学院

“管理学院倪丹助理教授在FT50国际权威期刊发表研究新成果”

02

化学学院韩治际教授课题组报道一种蒽醌有机染料用于低能量光高效催化产氢

近日,化学学院韩治际教授课题组报道了一种蒽醌有机染料用于红光下催化产氢体系。在该体系利用低成本的蒽醌染料作为光敏剂,非贵金属钴配合物为催化剂,在红光条件下,稳定性高达168小时(主要受限于溶液中的电子供体完全消耗),其催化转化次数可达78万,转化频率超过7000次每小时,量子效率超过30%,是目前已报道最好的红光人工光合产氢体系(图1)。

2   蒽醌染料在红光下催化产氢的数据

通过机理研究表明,光敏剂(DAHA)独特的激发态、稳定的氧化还原性质及超快的光生电子和电子转移速率是体系获得高效率和稳定性的关键。产氢的原理是:染料吸收太阳能后,其三重激发态被还原和质子化,形成的物种有效地还原钴催化剂,逐步形成CoICoIII-HCoII-H 等中间体,最后与质子反应产生氢气(图2)。该项工作为开发利用全太阳光谱进行各类光催化反应提供了一条新思路。

3  光催化产氢的催化机理

来源:中山大学化学学院

“韩治际教授课题组:蒽醌有机染料用于低能量光高效催化产氢”

03

 材料科学与工程学院衣芳教授课题组在智能传感织物对多信号实时区分检测方面取得新进展

织物传感器因具有透气性好、舒适性好、易于编织、大面积贴合性和高鲁棒性等优点,在医疗保健、机器人和体育等领域有广泛的应用前景。体温和脉搏是健康监测中重要的生理检测指标。然而,目前尚未报道可以同时实时检测并且区分温度和脉搏/触摸的解耦多模织物传感器。

鉴于此,材料科学与工程学院衣芳教授课题组发展了一种能够同时实时检测并且区分温度和脉搏/触摸的解耦多模智能织物。该智能织物不仅具有高检测性能、信号互不干扰的特点,而且制造简单并且可以对信号进行实时监测。该织物传感器可输出两个相互独立的信号,从而输出信号互不干扰。织物基摩擦纳米发电机(TENG)通过输出电压信号来检测脉搏,而织物内芯(TENG的工作电极)为热电阻纤维通过输出电阻信号来检测温度。其中该微纳多孔热电阻纤维(graphene/Fe2(MoO4)3/TPU)通过在石墨烯表面生长纳米钼酸铁然后与TPU复合经湿法纺丝而制备,不仅具有良好的可拉伸性和热稳定性,并且获得与已报道纤维/织物型温度传感器最高灵敏度(β= 4994.55 K26~50 ℃)和最快响应/回复时间(97 ms/239 ms),而且其温度传感性能对各种应变(拉伸、弯曲和压力)不敏感。此外,这种基于纳米钼酸铁生长于石墨烯的热电阻纤维比基于纳米钼酸铁直接混合石墨烯的热电阻纤维具有更高的温度传感性能(热灵敏度高约3.2 倍)。所设计制备的解耦多模智能传感织物可用于健康监测,同时提供准确的人体温度和脉搏信号,从而提供更准确、更有价值的健康状况信息。这项工作中展示的概念也可以扩展到其他领域,如机器人、假肢和智能家居系统等。

4   解耦多模智能传感织物概述

来源:中山大学材料科学与工程学院

“衣芳教授课题组在智能传感织物对多信号实时区分检测方面取得新进展”

04

海洋科学学院王东晓教授研究团队关于北太平洋环流振荡模态及其大气波动20年变化周期的影响研究

海洋表层热力分布变化是引发大气环流及其波动异常的主要原因之一,可导致不同区域出现气候异常或极端天气事件。

海洋科学学院王东晓教授研究团队与合作者分析了过去60多年冬季大气行星波动的位势能变化情况,发现其中波数1的行星波动位势能具有显著的20年周期变化规律,且该变化出现在秋末冬初期间(图4)。同时,基于区域波动位势能诊断方程,发现秋末冬初期间,东亚北风也呈现出年代际变化,该变化可控制从背景环流至行星波的位势能转换,进而导致冬季波动位势能的年代际变化。数值模拟及统计分析结果也表明,北太平洋环流振荡模态能影响东亚北风的强度,进而导致冬季波动位势能出现年代际变化(图4)。

5  北太平洋环流振荡模态对大气波动位势能的影响机制

来源:中山大学海洋科学学院

“海院科研动态(66| 北太平洋环流振荡模态及其大气波动20年变化周期的影响研究”

05

医学院赵文婧教授团队在抗癌药物微生物组学研究领域取得系列优秀成果

人体的肠道中聚集着大量的微生物,它们通过消化吸收营养、参与新陈代谢、促进或阻滞疾病的发生发展、调节药物的疗效和副作用等方式在人体健康中发挥着重大作用。为了系统性地研究微生物在癌症治疗当中发挥的作用及其机制,并推进相关的转化应用,20228月,医学院人体微生物组研究团队在国际权威期刊eBioMedicine发表了题为“Effects of Microbiota on Anticancer Drugs: Current Knowledge and Potential Applications”的综述论文,系统性梳理了近年来报道的肠道微生物、抗癌药物(包括化疗药物和免疫疗法药物)和人体三者之间的相互作用及其机制,并论述了通过调节微生物群增强抗癌药物疗效的几种潜在应用(包括肠菌移植、益生菌和饮食干预等)。该文强调了针对微生物群的调节在肿瘤治疗中的潜力,有望为开发预测抗癌药物疗效的生物标记物和用于改善药物疗效的微生物制剂提供重要参考。

202210月,研究团队在Microbiology Spectrum期刊上发表了题为“MADET: A Manually Curated Knowledgebase for Microbiomic Effects on Efficacy and Toxicity of Anticancer Treatments”的数据库论文。该数据库是目前最全面的抗癌药物微生物组学数据库,涵盖了26篇权威论文中报道的近500条微生物与抗癌药物疗效或毒性的潜在关联。此数据库将为后续“微生物-药物疗效”关联的机制研究提供良好的基础,并用于开发预测药物疗效、基于人体肠道微生物的无创检测策略。

为了进一步探究肠菌干预手段在肿瘤治疗中的应用价值,研究团队与合作者将肠道菌群移植与肿瘤免疫疗法药物联用治疗结直肠癌小鼠模型,发现两者联合使用的疗效优于单独使用,并利用宏基因组与代谢组等多组学方法探讨了该协同作用的潜在机制。此成果以原创研究论文Metagenomic and Metabolomic Analyses Reveal Synergistic Effects of Fecal Microbiota Transplantation and Anti-PD-1 Therapy on Treating Colorectal Cancer”的形式发表在Frontiersin Immunology期刊上。此成果为后续挖掘具有明确增效活性的化合物与菌株奠定了基础。

 

目前,医学院人体微生物组研究团队在与合作团队联合研发靶向人体微生物群的干预手段,以期提高现有抗癌药物的疗效、降低副作用,并改善癌症患者的预后和生存质量。

来源:中山大学医学院

“我院赵文婧教授团队在抗癌药物微生物组学研究领域取得系列优秀成果”

06

理学院院苏伟副教授在电弱相变与W玻色子质量异常研究上取得重要进展

在粒子物理标准模型中,W玻色子是传递弱相互作用的规范玻色子,在粒子物理发展过程中受到诸多实验的精确测量。因此,对W玻色子质量的测量检验,一直以来都是检验标准模型的重要手段。202247日,美国费米实验室的CDF-II实验组在《Science》杂志公布了迄今为止最精确的W玻色子质量测量结果,并且与CDF-I十分吻合。令众多基础物理学家惊讶和兴奋的是,实验公布的W玻色子中心质量比标准模型的预言值高出了76.5 MeV(在 7.0 Sigma C.L.),极大可能成为超出标准模型新物理的信号。

苏伟副教授等人在双希格斯对模型(2HDMTwo Higgs Doublet model)中对该信号给出解释。研究结合了早期宇宙演化过程中的正反物质不对称问题,通过2HDM中扩展标准模型的标量场部分,成功地在解释超重W玻色子和当前大型强子对撞机LHC的各项实验结果前提下,得到了正反物质不对称所需的强一阶电弱相变。同时研究也明确地提出了未来轻子对撞机,如中国正负电子环形对撞机CEPC等高精度对撞机,能够给出2HDM对于解释W玻色子质量超出和强一阶电弱相变可行性结果。相关的理论结果期待在未来多项实验中得到严格检验。

来源:中山大学理学院

转自:中大科研”微信公众号

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