前沿交叉成果 | 4篇!前沿交叉科研成果署名发表

来源: 前沿交叉学科研究院    发稿时间:2025-06-20

       近日,四篇前沿交叉学科研究院署名成果发表,取得相关领域前沿交叉突破性进展。

目录

 

01

徐加良教授团队

Inverted Chiroptical Properties of Hybrid Metal Halides Through Reversible Chiral Induction Driven by External and Internal Chirality Transfer

02

 祝洪凯教授团队

Beyond phthalates: Investigating non-phthalate plasticizers in indoor environments—A nationwide survey from China

03

曹墨源研究员团队

Erasable and Programmable Unidirectional Liquid Transport on Multiple Asymmetric Slippery Microstructures

04

曹墨源研究员团队

Unravelling the aerodynamic enhancement of water harvesting via dynamic liquid bumps


01


       4月28日,新物质创造学科群卜显和院士学科交叉重点项目团队在化学领域期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为Inverted Chiroptical Properties of Hybrid Metal Halides Through Reversible Chiral Induction Driven by External and Internal Chirality Transfer”的研究论文,材料科学与工程学院徐加良教授为本文唯一通讯作者。该研究提出了一种新的策略,基于单一手性试剂,通过外部和内部手性转移途径,实现了有机无机杂化金属卤化物的可逆手性诱导,从而赋予其反转的手性光学性质。在该策略中,不同的手性传递路径导致手性试剂在晶体结构外部和内部产生不同的作用,这使得获得的晶体结构排列发生了反转,并同时反转了线性和非线性手性光学性质。由此获得的手性材料不仅展现出了显著的手性光学响应,还具备高光致发光量子产率和强二次谐波生成(SHG)。此外,外部诱导产生的厘米级菱形单晶能够实现形态和角度依赖的反转圆偏振发光,而内部诱导则显著增强了SHG强度并提高了光致发光量子产率至98.9%。这一基于单一手性试剂的多路径手性转移策略,为功能手性材料的构建和手性光电性质的调控提供了新的见解。未来,有望整合更多的手性转移途径,比如表面的手性传递,以实现更广泛的手性调控。

原文链接:

https://doi.org/10.1002/anie.202503083


02

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       5月5日,新物质创造学科群汪磊教授学科交叉重点项目团队在环境科学权威期刊Journal of Hazardous Materials上发表题为“Beyond phthalates: Investigating non-phthalate plasticizers in indoor environments—A nationwide survey from China”的研究论文,环境科学与工程学院祝洪凯、程志鹏为本文共同通讯作者。

       本研究首次在全国范围内系统调查了中国城市与农村住宅室内灰尘中邻苯二甲酸酯类(PAEs)及其替代品非邻苯类增塑剂(NPAEs)的污染特征、空间分布和时间演变趋势,揭示了在政策驱动下PAEs逐步下降的同时,NPAEs呈现快速上升的替代现象。

       研究发现,尽管PAEs仍占据主导地位,但如TOTM和MO等NPAEs在部分区域浓度已接近甚至超过传统PAEs,提示室内环境暴露正面临从“老问题”向“新挑战”的转变。东北、华北等地区污染负荷显著偏高,表明塑化剂污染具有明显的空间不均性和社会经济关联性。

       更重要的是,该工作结合前期团队在流产人群暴露代谢组学(Journal of Hazardous Materials, 2025, 488, 137362)与报废汽车拆解源排放(Environment International, 2024, 1908, 108933)等研究成果,共同构建了“源-暴露-健康效应”一体化研究框架,推动了从“静态污染调查”向“动态健康风险预测”的发展。

       该研究不仅为理解室内化学暴露的时空演变规律和替代化学品潜在风险提供了科学依据,也对当前“新污染物监管体系”建设和绿色材料替代战略的制定具有重要参考价值。

       未来,团队将进一步聚焦高风险人群暴露识别、暴露组学-毒理整合机制解析以及基于AI与组学融合的健康效应预测模型开发,助力我国“环境健康风险前瞻预警与精准干预”目标的实现。

  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138497


03

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       2025年,新物质创造学科群卜显和院士学科交叉重点项目团队在材料科学期刊ACS Nano上发表题为Erasable and Programmable Unidirectional Liquid Transport on Multiple Asymmetric Slippery Microstructures的研究论文,材料科学与工程学院曹墨源为本文唯一通讯作者。该研究提出了一种基于多重不对称超滑微结构的可擦除、可编程单向液体传输系统,通过模仿蜥蜴皮肤和蝴蝶翅膀的生物结构,设计了三角形突起和倾斜微锥两种不对称微结构。该系统采用基于纳米颗粒的可喷涂滑润涂层,实现了液滴和连续流体的精确控制。实验结果表明,通过调控微结构的运动阻力,可以实现复杂多样的单向通道路径,包括有序流体传输和基于流动的逻辑电路LED照明控制。该方法统一了两种不对称微结构,为单向流体传输中的阻力调控提供了深入分析,并展示了可擦除液体通道、可编程流动控制和模块化流体输运等先进功能。该研究通过理论分析和实验验证,阐明了两种微结构在润湿和去润湿过程中的相似性和差异性,通过合理组装实现了具有五级阻力梯度的流体通道,为有序、模块化单向通道的设计提供了可控方法。这些成果不仅解决了传统单向液体传输系统中液体残留和可重复性差的技术难题,还通过模块化设计实现了流体路径的灵活配置,为智能流体操控、微流控芯片、液体逻辑器件等领域的技术发展提供了新思路和重要的理论与实践基础

  原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c02405


04

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       2025年,新物质创造学科群卜显和院士学科交叉重点项目团队在材料科学期刊Materials Horizons上发表题为Unravelling the aerodynamic enhancement of water harvesting via dynamic liquid bumps的研究论文,材料科学与工程学院曹墨源为本文唯一通讯作者。该研究通过对纳米布沙漠中光滑背部甲虫的深入观察,发现疏水光滑表面也能实现高效雾水收集。受此启发,研究团队提出了疏水表面上雾水收集效率增强的空气动力学机制,发现疏水表面形成的动态液体突起(DLibs)能显著扰动气流,提高对微小雾滴的捕获能力。这些动态液体突起具有液-气界面的超亲水特性,能有效拦截微小雾滴并通过动态生长、融合和脱离过程实现自我更新。实验结果表明,超疏水表面的雾水收集效率比超亲水表面提高了7.7倍,而在竖琴状收集器的研究中,超疏水表面比超亲水表面的效率提高了57%。COMSOL Multiphysics仿真显示,具有更强疏水性和更低接触角滞后的表面能更有效地拦截雾滴。与传统需要复杂加工工艺的物理凸起结构相比,动态液体突起具有制造成本低、自发形成、持续更新等优势。该研究揭示了润湿性在雾水收集中的空气动力学作用,为开发高性能仿生雾水收集器提供了重要的设计指导原则,为干旱地区水资源短缺问题提供了可持续的解决方案,在大气水收集、水资源再利用、节能环保等领域具有重要的应用前景。

原文链接:https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2025/MH/D5MH00553A