【仪器网 时事聚焦】科技进步和创新是增强综合国力的决定性因素，对经济和发展具有先导性、全局性。如今，世界科技突飞猛进，日新月异，我国要在日趋激烈的国际竞争中掌握主动权，就必须大大提高科技创新的能力。
党的十九大以来，以习近平同志为核心的党中央全面分析国际科技创新竞争态势，深入研判国内外发展形势，针对我国科技事业面临的突出问题和挑战，坚持把科技创新摆在国家发展全局的核心位置，全面谋划科技创新工作。在党中央坚强领导下，在全国科技界和社会各界共同努力下，我国科技实力正在从量的积累迈向质的飞跃、从点的突破迈向系统能力提升，科技创新取得新的历史性成就。
近段时间，华中科技大学的科研人员坚守在科研一线，紧盯前沿，刻苦攻关，跑出科研“加速度”，七月不断有科技成果上新：机械学院高亮团队连续发表在超材料拓扑优化设计的最新研究成果，有望在血管支架软体机器人中进行应用；材料学院李箐教授、王谭源副教授团队发表直接电解海水制氢领域最新研究成果，为低能源成本直接海水电解制氢提供了高效的电解槽结构和催化剂设计方案……
机械学院高亮团队连续发表在超材料拓扑优化设计的最新研究成果
7月7日，《Nature Communications》在线刊发了机械学院高亮教授团队关于力学超材料非线性拓扑优化设计的最新研究成果“Self-bridging metamaterials surpassing the theoretical limit of Poisson’s ratios(超越泊松比理论极限的自桥接超材料)”。
受杠杆机构支点可转换的启发，团队提出了基于自接触的结构拓扑可重构思路，建立了自桥接力学超材料的非线性拓扑优化设计方法，实现了超越线性材料泊松比理论极限的三类力学超材料设计。团队通过构建考虑几何、材料和接触三类非线性的拓扑优化模型，定制化设计了具有指定泊松比的微结构拓扑单胞，实现了非互易性、超大和阶跃等三类泊松比。
同时，通过设计非互易性泊松比的力学超材料，研究团队揭示了一种新颖的体模态，可打破静力学互易性，具备位移场的单向传递和放大特性；通过设计超大和阶跃泊松比，团队分别展示了自桥接力学超材料的位移双向放大特性和拉压膨胀特性。该成果超越了线性材料的泊松比理论极限，实现了力与位移的“二极管”效应，能够在超材料中进行单向位移传递，有望在血管支架、软体机器人中进行应用。
材料学院李箐、王谭源团队发表直接电解海水制氢领域最新研究成果
7月4日，《自然·通讯》(Nature Communications)在线刊发材料学院李箐教授、王谭源副教授团队的研究成果：一种钠离子导通的不对称电解槽用于降低直接电解海水制氢工作电压“A sodium-ion-conducted asymmetric electrolyzer to lower the operation voltage for direct seawater electrolysis”。
清洁制氢是实现双碳目标的有效途径，直接海水电解制氢可以充分利用海水资源以及海边富余的风能、太阳能。团队设计了一种Na+交换膜分隔的pH不对称电解槽，Na+交换膜可以阻止天然海水中的Cl-向阳极运输，从而避免了竞争性的Cl-氧化。
在接近中性的海水(pH<9.5)和流动电解质中，Ca2+和Mg2+沉淀物的问题将得到缓解。此外，在该体系中阴阳极不对称pH值电解质之间的化学势差，可以用来降低直接电解海水所需的整体电压。该团队成果将宏观电解体系设计及微观催化路径调控相结合，为低能源成本直接海水电解制氢提供了高效的电解槽结构和催化剂设计方案。
武汉光电国家研究中心陈炜团队在高性能甲脒基反式钙钛矿太阳能电池方向取得重要进展
反式钙钛矿太阳能电池在兼顾效率、稳定性、成本方面，具有先发竞争优势，是目前钙钛矿光伏产业化最受关注的重要技术路线。目前最高效的正式结构钙钛矿太阳能电池往往采用Br, MA-free的FAPbI3基钙钛矿，但在反式器件中Br, MA-free的FAPbI3基钙钛矿薄膜仍缺乏系统性优化，如何利用纯碘无甲胺钙钛矿优化带隙的优势，在获得更高短路电流的同时，减少开路电压损失，仍然具有挑战性。
7月3日，武汉光电国家研究中心/湖北光谷实验室陈炜教授团队针对上述问题，提出了一套对钙钛矿薄膜从体相到表面的系统性缺陷钝化方案，实现了25.1%的光电转化效率和高运行稳定性。他们采用一种反溶剂耐受的路易斯碱DBSO添加剂提高FACsPbI3钙钛矿薄膜晶体质量，再结合多氟碳改性PEAI分子进行多功能表面修饰，实现对钙钛矿薄膜从体相到表面的系统性缺陷钝化，取得系列创新成果。
公卫学院刘刚团队发表钙补充剂与糖尿病患者心血管疾病风险的最新研究成果
近期，国际权威期刊Diabetes Care在线刊发了华中科技大学公共卫生学院刘刚教授团队题为“糖尿病和非糖尿病人群长期服用钙补充剂与心脑血管疾病和死亡风险的前瞻性研究”的最新研究成果。
研究团队发现，在糖尿病患者中，长期钙补充剂服用与心脑血管疾病和过早死亡风险的增加显著相关，而在非糖尿病人群中则没有显著关联。同时，食物来源的钙摄入对糖尿病患者心血管疾病和死亡风险没有影响。
研究结果表明，钙的来源很重要，优选食物补钙。糖尿病患者可能需要谨慎长期服用钙补充剂。未来还需要更多研究去全面评估钙补充剂的潜在益处和可能副作用，特别是对于糖尿病患者。
生命学院栗茂腾课题组揭示甘蓝型油菜3D基因组结构变异调控种子含油量的分子机制
近日，华中科技大学栗茂腾教授团队在Plant Communications(IF：10.5)在线发表了题为 “3D genome structural variations play important roles in regulating seed oil content in Brassica napus”的研究成果，为从基因组三维结构角度理解SOC的分子调控机制提供了新的视角。
该研究通过对甘蓝型油菜高油材料N53-2(含油量超过50%)和低油材料Ken-C8(含油量40%左右)的Hi-C和ATAC-seq技术分析，结合转录组、基因组等多组学分析与QTL精细定位，解析了甘蓝型油菜基因组的3D空间结构并验证了候选基因的功能，探讨了基因组结构变异调控含油量的分子机制。
此项研究基于多组学联合分析，揭示了甘蓝型油菜的三维基因组结构及其结构变异对甘蓝型油菜种子含油量影响，为进一步通过分子设计方法培育高含油量的油菜品种提供了基础。
生命学院朱斌课题组首次揭示Gabija免疫机制
华中科技大学生命学院朱斌课题组基于长期的核酸代谢酶研究基础首次对Gabija系统分子机制开展研究。2023年7月21日，朱斌教授团队在Cell Host & Microbe发表题为Prokaryotic Gabija complex senses and executes nucleotide depletion and DNA cleavage for antiviral defense的研究论文，揭示了Gabija系统的免疫机制。
本研究发现GajB是一个受DNA末端激活的A/GTP水解酶，其激活信号是具有一定长度DNA的3’末端。GajA和GajB的激活信号和反应效果恰好互补，这两个酶分别感知病毒的转录和DNA复制起始反应，并通过反应效果与激活信号的互补互相激活产生极联放大的正反馈循环，破坏细胞DNA同时清除重要代谢物A/GTP导致流产感染。
GajA和GajB形成复合物以增强协同效果，但复合物中GajB的量必须低于GajA才能执行免疫，过量的GajB会导致形成巨大复合物影响GajA结合DNA。二者比例通过转录终止机制进行调控，两种前所未见酶活性的巧妙配合使Gabija免疫机制显著区别于已知免疫机制。限制修饰系统和CRISPR系统机制解析早期工作由欧美众多实验室完成，而Gabija免疫核心机制由朱斌课题组通过生化手段独立阐明。