连续两天,南科大教授的科研成果在《科学》《自然》连续发表,深圳一批中青年学者的优秀科研成果引发学界的关注。
4月30日,南方科技大学工学院材料科学与工程系副教授刘玮书课题组与美国国家工程院院士、麻省理工学院教授陈刚课题组在离子型室温热电材料上获得重大突破,通过离子的扩散熵与氧化还原电对反应熵的协同效应在准固态离子凝胶中实现了高达17 mV/K的巨热电势效应。研究成果以First release的形式发表在顶级期刊《科学》(Science)上。
此前一天,南方科技大学理学院生物系教授郭红卫课题组在《自然》(Nature)杂志发表了以“Plant 22-nt siRNAs mediate translational repression and stress adaptation”为题的研究成果。该论文通过在特定突变体中鉴定到大量植物内源22nt siRNA,揭示了拟南芥22nt小RNA介导翻译抑制与胁迫适应性的重要生物学功能,是植物小RNA领域的一项突破性研究成果。
刘玮书课题组将此次在离子型室温热电材料上的研究比作美食。果冻是小朋友们喜爱吃的甜点,但是机器人不吃东西,只需要充电。刘玮书课题组却为机器人们做了一个“果冻”——研究人员运用最新原创性研究,做出了一个可以发电的“果冻”。“果冻”主要物质是从动物骨头中提取出来的高分子物质明胶,不仅可以作为餐桌上的美食,也是重要的工业原料。研究成果以First release的形式发表在顶级期刊《科学》(Science)上。
研究人员对准固态离子型热电转换器件提出了一种新的准连续热充电/放电工作模式,可以使器件循环运行100圈,实现5小时的工作时长。研究人员将25个5×5×1.8mm的准固态离子型热电单元串联组装成柔性可穿戴器件,该器件利用人体温差实现高达2.2V的电压和5μW最大输出功率。该工作以离子为能量载体实现热到电的转换,为物联网体系中传感器及电子设备实现所需电能自供给提供了一种选择。
刘玮书主要从事室温热电材料与器件的研究。2017年,刘玮书在为Material Today Physics撰写的一篇题为“New trends, strategies and opportunities in thermoelectric materials: A perspective”的邀请综述论文中,提出“Go beyond Seebeck effect”的展望。经历了多次的失败,刘玮书课题组终于在“果冻”中找到了灵感,研发出了以离子为能量载体的新型室温热电材料。
该工作理论方面的突破得到了陈刚院士的重要支持。刘玮书表示,科学探索除了需要有面临挫折时的坚持,还离不开良师益友的指导。“实验发现巨热电效应,带给我们的是短暂的喜悦和一堆疑问,在与研究伙伴反复推敲,回答陈刚院士提出的一个个问题的时候,才真正体验到研究的意义和魅力:研是动手,去探索与发现;究是动脑,去思考穷极真理,格物致知”。
论文第一作者为刘玮书课题组博士后韩成功,共同第一作者、麻省理工学院博士后钱鑫对于论文在协同效应的理论解释上有重要贡献。刘玮书和陈刚为论文通讯作者,南方科技大学为论文第一通讯单位。
此前一天,郭红卫团队在Nature刊文,披露团队发现的22nt siRNA重要生物学功能。郭红卫课题组通过在特定突变体中鉴定到大量植物内源22nt siRNA,揭示了拟南芥22nt小RNA介导翻译抑制与胁迫适应性的重要生物学功能,是植物小RNA领域的一项突破性研究成果。
研究结果揭示了植物中22nt siRNA可以在特定的RNA降解缺失情况下产生并大量扩增,并通过抑制靶标mRNA的翻译这一新机制发挥重要生物学功能。此前,该课题组在Science杂志上发表了在细胞质双向RNA降解缺失时大量21nt siRNA产生并剪切mRNA的重要工作。至此,郭红卫课题组系统建立了植物特定长度的内源siRNA 的产生、作用机制以及生物学功能的模型,在RNA降解和RNA干扰关联机制这一重要的前沿研究领域建立了国际领先的地位和优势。
南方科技大学为该论文第一单位,郭红卫为论文通讯作者。访问学生吴辉辉博士(北京大学)和研究助理教授李博生为该论文共同第一作者。
编辑 陈冬云