秋意渐浓，万物酝酿丰收。香港118现场直播站近期科研工作取得系列重要进展，其中的奥秘如何？快来一起了解一下吧。
· 精密光谱科学与技术领域
01 激子极化激元室温时域逻辑门
精密光谱科学与技术国家重点实验室吴健教授科研团队在室温激子极化激元全光超快操控方面取得突破性进展。该团队通过自主发展的飞秒角分辨微区光谱成像创新技术，突破了极化激元室温超快动力学观测的时间分辨瓶颈。在此基础上，该团队基于对空间上局域的凝聚体宏观量子态进行超快调控，通过前后时间的关联建立晶体管级联，从而首次在室温激子极化激元体系中实现了全副“与”“或”“非”逻辑门功能，开拓了时间域超快调控新维度。时间域调控的引入极大扩充了潜在信息处理容量，且超快调控提高了信息处理速率，从而为大规模逻辑网络的构建开辟了全新道路。
成果以All-optical temporal logic gates in localized exciton polaritons为题发表在Nature Photonics上。该工作的共同第一作者为香港118现场直播站李辉研究员、已毕业博士陈飞和在读博士贾浩远，李辉研究员和吴健教授为共同通讯作者。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01483-2
新闻链接：
/info/1094/67104.htm
https://mp.weixin.qq.com/s/iqYRRPvRII9cK3yQ8SzLWQ
· 物理学与电子学领域
01 实现半导体异质结非辐射复合仅59 meV
如何有效抑制半导体异质结非辐射复合是实现高性能光电器件的关键科学问题。针对该科学问题，物理与电子科学学院保秦烨教授课题组探索了卤化物半导体/有机半导体异质结的电子结构物性，提出了一种协同双分子（SBI）界面调控策略，构筑出具有优异载流子提取的异质结，并应用于模型器件钙钛矿光伏器件进行验证，创造了非辐射复合损失仅59 meV。该研究成果发表在Nature Communications上，并被选为Editors' Highlights，香港118现场直播站为论文第一完成单位，保秦烨教授为论文通讯作者。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50019-3
02 利用非相位谐变噪声提高磁场量子传感器精度
传统观念一直认为环境噪声对量子精密测量是有害的，然而在实际应用中将量子测量装置与环境完全隔离却十分困难，这阻碍着量子精密测量研究向实际应用领域的拓展。物理与电子科学学院张可烨教授团队研究发现，有些环境噪声不但可以提升量子测量精度，甚至能突破无噪声情况下的理想精度极限。以磁场的量子传感为例，团队揭示了这类有益噪声的规律和精度增强的原理。这一发现让我们重新审视环境噪声在量子计量和量子计算通信等领域中的角色。它预示着，通过巧妙地利用和管理环境噪声，可以使前沿量子技术的实用条件变得更为宽松。该工作以香港118现场直播站为第一单位发表在Physical Review Letters，第一作者为彭家鑫博士。
利用非相位谐变噪声提高磁场量子传感器精度的示意图
原文链接：
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.090801
03 高温环境铪基铁电器件的剩余极化波动效应
剩余极化(Pr)作为铁电介质的重要特性决定了电容结构铁电器件的存储窗口，进而影响铁电存储器性能。
近日，极化材料与器件教育部重点实验室揭示了高温环境铪基铁电器件在电循环过程中的Pr波动效应。报道了高温环境Pr降低源自器件中四方(T)相界面层的形成与增厚，随之而来的Pr上升则是由于T相界面层逐渐形成的氧缺陷和漏电流引起，导致施加于正交(O)相铁电层的有效电场发生波动，被认为是高温环境器件Pr波动的直接原因。研究为评估萤石型铁电器件O相稳定性及氧缺陷演变提供了见解，并提出铪基器件可靠性提升的优化策略。相关成果以The Fluctuation Effect of Remnant Polarization in Hf0.5Zr0.5O2 Capacitors at Elevated Temperatures为题，在微电子器件领域顶级期刊、IEEE电子器件协会旗舰期刊IEEE Electron Device Letters在线发表。论文第一作者为物理与电子科学学院高兆猛博士和郑赟喆博士，通讯作者为成岩教授。
原文链接：
https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10636321
· 化学领域
01 用可切换圆偏振发光“点亮”手性分子肌肉
[c2]雏菊链分子在分子尺度上的可控伸缩特性使其成为构筑人工分子肌肉的优势平台，但对其手性和功能化研究还鲜有涉及。化学与分子工程学院王威研究员团队巧妙结合分子肌肉的手性以及可控伸缩特性，成功实现了首例基于手性分子肌肉的多状态可切换圆偏振发光体系的构筑。
相关研究成果以Lighting Up Bispyrene-Functionalized Chiral Molecular Muscles with Switchable Circularly Polarized Excimer Emissions为题，发表在Angewandte Chemie International Edition 杂志。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202412548
· 生命科学领域
01 全球首例异体通用型CAR-T细胞成功治疗自身免疫性疾病
生命科学学院杜冰、刘明耀、李大力科研团队继2022年《自然》杂志发文后，在基因编辑和免疫细胞治疗领域再获重要突破，团队开发异体通用型CAR-T有效解决异体排异和临床有效性问题，并在国际上首次应用于风湿免疫性疾病的临床治疗，国际顶级期刊《细胞》杂志2024年7月15日在线刊发这一成果。
研究团队利用基因编辑技术开发全新策略的异体通用型CAR-T细胞TyU19，在临床安全性、有效性等各方面指标达到甚至超过了传统自体CAR-T细胞，不仅为目前缺乏有效治疗手段的风湿免疫性疾病患者提供新的治疗选择，而且展示了通用型CAR-T细胞疗法在产业化方面的巨大潜力。
论文发表后，受到国内外广泛关注，"CAR-T细胞疗法之父"Carl June教授在Cell杂志同期发表述评，高度评价了异体通用型CAR-T巨大的产业化前景。
2024年10月4日，Nature官网头条发布题为World-first therapy using donor cells sends autoimmune diseases into remission的专题报道，认为：“这项研究的成功点燃了CAR-T细胞治疗批量化生产的希望”。
原文链接：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00701-3
新闻链接：
/info/1094/66983.htm
/info/1426/67559.htm
02 开发高活性迷你基因编辑工具
生命科学学院李大力研究员团队通过三轮氨基酸突变筛选，成功获得增强型IscB（eIscB）。eIscB相较于野生型IscB编辑效率最高可以提升22.4倍，平均编辑效率可提高7.5倍。此外，研究者通过融合一个非序列特异性DNA双链结合蛋白提高了IscB与目标DNA的亲和力，高活性IscB（eIscB-D）的最高编辑效率可达91.3%。在此基础上，研究者还针对向导RNA进行优化改造，获得高效ωRNA，在长度相较于野生型ωRNA缩短约20%的同时，编辑效率相比原始IscB/ωRNA平均提升20.2倍。研究还首次证明eIscB-D可通过胚胎注射高效制备疾病动物模型，具有高编辑活性，是一种极具临床应用潜力的编辑系统。
原文链接：
https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(24)00583-5?uuid=uuid%3A5aac3aa8-18da-45e8-bd51-74fe4032e551
新闻链接：
/info/1094/67196.htm
https://news.bioon.com/article/732983e67160.html
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_28338928
https://www.163.com/dy/article/J8LFO4PN0532BT7X.html
· 地理学领域
01 天山晚新生代隆升、剥露与扩展的两阶段模式
天山是典型的大陆内部复活型造山带，是认识板内造山带构造变形机理的天然试验场。天山晚新生代隆升剥露的时空模式是认识其构造变形动力学机制的重要切入点。近期，地理科学学院吕红华教授团队与北京大学等单位合作，针对花岗岩样品开展磷灰石U-Th/He热年代学分析，进一步结合基于汇编的>1800个低温热年代学数据（磷灰石、锆石裂变径迹和U-Th/He年龄）的剥露速率反演结果，提出天山造山带晚新生代隆升、剥露和扩展的两阶段模式，即~20Ma天山地区广泛的剥露作用开始、自~10Ma隆升剥露显著增强。
该成果于2024年7月在线发表在国际地学期刊Earth-Science Reviews，博士研究生姜禹彤为第一作者，吕红华教授为通讯作者。
图为反演的天山及帕米尔高原北部新生代剥露速率的时空分布
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.104868
新闻链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/N-hazOLTKN9pvh2oNAg8JA
02 首次发现国家城市规模分布类型的演化性与社会经济因素相关性
城市位序规模法则是关于城市规模分布的经典理论，广泛应用于指导国土空间治理与空间规划以及城市与区域规划。地理科学学院孙斌栋教授团队在Cities发表的论文The types of city size distributions and their evolution论文在四个方面推进了理论发展：1）利用比以往研究更大的全球100多个国家样本和一致的城市识别方法，证实了国家城市规模分布不存在单一、普遍的类型，而是多种类型并存。2）证实主体对数正态分布、上尾帕累托分布才是国家城市规模分布的一般性特征；经典理论中的帕累托分布其实是一定规模以上城市的分布形态，即整体分布的一部分。3）首次系统探索并发现了城市规模分布类型与社会经济发展特征和城市化水平密切相关。4）首次发现一个国家的城市规模分布类型不是固定不变的，而是按照一定规律演化。
图为国家城市规模分布类型的演化趋势
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cities.2024.105045
新闻链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/HjZh-W_b-YioiDg1tJoVUA
03 “西游记取经历程探索地图"入选北美地图信息协会ATLAS of Design作品集
古典文学作品的时空再现是当前数字人文领域的研究热点和前沿挑战。地理科学学院地图研究所唐曦教授团队针对“中国四大名著”《西游记》这一尚未取得公认文学地图的小说，提取其相对模糊的时空描述及情节、角色与地理环境间的复杂关系数据，设计了《西游记取经历程探索地图》。作品初步实现时间与距离描述的标准化统一并确定定位格网，构建了世界-区域-地点三级层次并重建局地地貌渲染场景，复现了小说人物的时空转移路径和分类关系，并支持兴趣故事点的特写探索。这种融合宗教、想象以及虚拟、真实空间的地图策略，为精细探索文学作品的世界观全局建构和情节组织方式提供了更为确定性的可视视角。
设计成果经全球竞争评审入选北美地图信息学会（NACIS）双年作品集Atlas of Design第七卷，实验室工程师张玥为第一作者。此外，实验室工程师孙斐然的另一作品《长三角：通江达海，畅通国内外双循环》入选同期Honorable Mentions名单。
原文链接：
https://atlasofdesign.org/seven
· 通信与电子工程领域
01 香港118现场直播站获得首份月球科研样品
2024年7月8日下午，通信与电子工程学院李庆利教授在中国科学院国家天文台领取了月球科研样品。这是国家航天局探月与航天工程中心发放的第七批嫦娥五号月球科研样品，香港118现场直播站也是本批次中唯一的上海高校。今年4月，李庆利教授参加了探月与航天工程中心在武汉组织的第七批月球科研样品借用申请答辩，经过激烈竞争，成功获得了嫦娥五号月球样品光片样。该光片样为月球玄武岩，样品保留了月球矿物原始的晶态信息，是了解月球岩浆活动的重要对象。
在成功获取月球样品之后，李庆利教授团队将依托上海市多维度信息处理重点实验室的研究平台，对月球样品开展多维度表征，深入研究样品的物理化学特性，为探索月球奥秘提供新的实验数据支撑。
新闻链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/XX-39Gl87kcuqLqedIBk1w
· 河口海岸学领域
01 滨海芦苇湿地冬季收割和自然潮汐恢复能显著降低甲烷排放、提升湿地碳汇潜力
哪些措施能增强滨海湿地生态系统的碳汇功能？这是实现滨海湿地保护修复与固碳增汇协同增效的重要科学问题之一。近期，河口海岸学国家重点实验室黄颖副研究员等联合中国气象局沈阳大气环境研究所、德国马克斯-普朗克研究所、北京香港118现场直播站等团队，基于长江口和辽河口芦苇湿地多年的涡度协方差碳通量观测，发现了滨海湿地冬季芦苇收割可显著降低甲烷（CH4）排放，但对湿地吸收二氧化碳（CO2）影响较小，有利于增加湿地碳汇功能；恢复自然潮汐也有利于减少甲烷（CH4）排放，都是有效的基于自然的气候变化解决方案之一。
相关成果以“Winter harvesting reduces methane emissions and enhances blue carbon potential in coastal Phragmites wetlands”为题，发表于生态与环境领域国际著名期刊Science of the Total Environment上。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.173380
新闻链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/AVSl2XaPN5iM4d0wioGubw
02 多源异构卫星遥感数据和机器学习协同的海岸带地形高精度反演
河口海岸学国家重点实验室谭凯副研究员联合湖南科技大学、武汉大学科研团队，融合ICESat-2激光雷达测高、Sentinel-1 合成孔径雷达和 Sentinel-2多光谱影像三种免费公开卫星遥感数据，基于随机森林机器学习模型构建 ICESat-2光子点高程与 Sentinel-1 & Sentinel-2 中和土地覆盖相关的极化特征、纹理特征、光谱特征及指数特征的映射关系，研发了一种多土地覆盖类型下的空间连续大尺度海岸带地形高程反演方法，该方法不依靠任何现场实测数据和潮位数据，仅依靠卫星数据实现高浑浊浅水和茂盛植被覆盖潮滩的10 m空间分辨率和cm级高程精度的地形反演。
相关成果以Estimating terrain elevations at 10 m resolution by Integrating random forest machine learning model and ICESat-2, Sentinel-1, and Sentinel-2 satellite remotely sensed data为题，发表于遥感领域国际著名期刊International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation上。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1569843224003649
新闻链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/ZTsnVo0BpyOkFRYpcwJNdA
· 统计学领域
01 基于神经网络的非线性充分降维
统计学院於州教授及其博士生陈胤峰、邱锐与武汉大学焦雨领副教授合作研究中，提出了基于神经网络的非线性充分降维方法，并成功应用于数据低维表示的估计。该方法通过借助广义鞅差散度刻画条件独立性，应用深度神经网络拟合非线性充分降维函数，并发展了有限阶U过程理论以深入探究估计量的非渐近收敛性质。与经典的算子特征分解相比，其提出的方法表现出更高的效率和灵活性。相关研究以Deep Nonlinear Sufficient Dimension Reduction为题发表在统计学期刊Annals of Statistics上。
原文链接：
https://projecteuclid.org/journals/annals-of-statistics/volume-52/issue-3/Deep-nonlinear-sufficient-dimension-reduction/10.1214/24-AOS2390.full
02 形状约束下进行因果推断的无调整参数的倾向得分匹配方法
倾向评分匹配是一种评估因果效应的伪实验方法。它使用统计技术将每个处理单元与一个或多个具有相似特征的对照单元相匹配来构建人工对照组，通过对比处理组和人工对照组得到因果效应的估计。每个处理单元匹配的对照单元数量在倾向得分匹配方法中具有至关重要的作用。截至目前，最优匹配数量问题尚未得到妥善解决。为此，统计学院刘玉坤教授研究团队提出了一种无需调节参数的倾向性评分匹配方法，该方法基于单调性约束下的倾向性评分的非参数最大似然估计实现因果推断估计。相应的倾向得分估计是分段常值的，因此可以实现对数据自动分组。因此，与经典的核估计、局部多项式估计和样条估计方法不同，这种方法不需要调节参数。当协变量是标量，或者结果变量和倾向得分依赖于协变量的相同的线性组合时，这种估计是半参数最优的，即在所有半参数估计中它具有最小的渐近方差。
相关成果以Tuning-parameter-free propensity score matching approach for causal inference under shape restriction为题，发表在计量经济顶级期刊Journal of Econometrics。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jeconom.2024.105829
· 药学领域
01 开发基于保留机制的小分子pKa值预测AI方法GR-pKa
药学院李洪林教授、李诗良教授以及计算机科学与技术学院刘旦麟博士后合作在药物设计领域一区期刊Briefings in Bioinformatics上发表论文，提出了一种创新的用于化学小分子pKa值预测的深度学习模型GR-pKa。该模型联合应用多重保真度学习、量子化学特征以及保留机制，实现了对化学小分子pKa值的快速准确预测。GR-pKa模型采用了多重保真度学习策略有效整合了低质量的计算pKa值数据以及高质量的实验pKa值数据，解决了实验pKa值数据稀少的问题，以此增强模型的泛化能力和预测精度。同时，引入量子化学性质作为分子特征的辅助表示，进一步提升了预测的准确性。此外，模型还首次将保留机制引入消息传递阶段中，提高了模型的分子信息处理能力，为化学和药学研究提供了有力的工具。
图为GR-pKa方法的概况图。a: GR-pKa的多重保真度学习策略。b: GR-pKa的模型框架。
原文链接：
https://academic.oup.com/bib/article/25/5/bbae408/7738659?searchresult=1
新闻链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/cN784nRg4jW8K4jmOQZ3qQ
来源｜科技处 通联｜王群 编辑｜蒋萱 编审｜郭文君
