时序轮转

　　步履不停

　　南开科研人

　　始终怀着赤诚与执着

　　在广袤的科研天地

　　深耕不辍

　　交出一份份闪亮的答卷

　　今天

　　让我们一同走近

　　这些前沿成果

　　感受科学研究的无限魅力

　　在非厄米新奇拓扑物态的研究中

　　取得重要进展

　　作为非厄米的重要成员，损耗在自然界中无处不在，并反映了开放系统的必然趋势。然而，损失通常被认为对系统是有害的，并会使得本征态局域在边界。南开大学陈树琪教授、程化教授课题组与武汉大学刘正猷院士、邓伟胤教授课题组合作研究，挑战了对于损耗的这一传统理解。他们通过构建承载赝自旋自由度的双层结构，仅引入损耗，将原本局域在边界的拓扑边界态离域到体晶格中，实现了损耗诱导的拓扑离域态。该研究在拓扑物理与非厄米损耗之间建立了关键桥梁，为发展紧凑、高效的非厄米拓扑功能器件带来了新的思路。相关研究成果发表在国际知名期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。

　　基于双层结构与赝自旋自由度的损耗诱导拓扑离域态示意图

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　　开辟广谱抗甲流新路径

　　甲型流感病毒（IAV）因其快速变异率和规避宿主免疫反应的能力，始终是全球公共卫生的重大威胁。化学学院研究员刘书琳团队开发了一种创新的多路复用PROTAC抗病毒策略，能够同步降解病毒复制核心——病毒核糖核蛋白复合体（vRNP）的多个关键组件。这项研究为克服现有疗法的局限性，实现强效、持久且广谱的流感治疗带来了全新的解决方案。相关成果近期发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。

　　PROTAC介导的多病毒蛋白降解的示意图

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　　纳米农药研发获突破

　　纳米农药可显著改善农药有效成分的生物活性、利用率和持效期，降低农药施用量和施用次数，减少农药流失和加速残留物降解。然而，其复杂的制备工艺与高昂成本，一直是制约其广泛应用的瓶颈。化学学院、元素有机化学全国重点实验室、有机新物质创造前沿科学中心和农药国家工程研究中心（天津）的汪清民教授团队的最新研究犹如为农药分子设计了一套智能“纳米战甲”，不仅大幅提升了药效与稳定性，更实现了在害虫体内的精准释放，实现了精准施药与环境保护双赢。相关研究发表在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上。

　　纳米颗粒制备与应用示意图

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　　帕金森智能评估系统开发获新进展

　　人工智能学院霍卫光、韩建达教授团队联合天津市环湖医院、伦敦大学圣乔治医学院、伦敦帝国理工学院团队的最新研究成果发表在《自然》旗下期刊《数字医学》（npj Digital Medicine）上。该论文提出了一种创新的深度学习框架，仅需使用智能手机拍摄的患者行走视频，即可实现对帕金森病（PD）步态障碍严重程度的精准量化评估以及对传统临床量表（UPDRS）难以表征的细微药物效果的准确评估。此外，基于该框架团队有效提取了多种对疾病进展和药物反应高响应的新型数字生物标志物。研究成果为实现便捷、准确的帕金森病智能居家诊断提供了可能，同时为患者个性化治疗方案制定提供了一种有效反馈工具。目前，研究团队已基于该框架开发了一套在线评估系统FAGI-PD，旨在辅助医生实现帕金森病远程精准居家诊疗。

　　基于手机视频的帕金森步态障碍AI评估框架

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　　在光子器件强耦合结构设计研究中

　　取得新突破

　　统计与数据科学学院杨洋特聘副研究员与清华大学、上海交通大学和国家纳米科学中心团队开展深入合作，在国际顶尖学术期刊《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences ）发表研究论文，提出了一种全新的统计机器学习框架，能够精准、高效地设计具有强耦合结构的光子器件，为开发高性能纳米光子材料提供全新解决方案。

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　　在拓扑光场调控与应用研究中获突破

　　物理科学学院涂成厚教授研究组与南京大学王慧田教授研究组合作，通过重新考虑近轴条件下的纵向场分量，将关注点聚焦于其相位空间结构而非强度上。尽管在近轴条件下纵向场由于强度微弱而难以探测，但其相位的空间结构分布却真实存在，并且可以通过横向场来进行重构。基于此，团队采用逆向定制的方法，设计并构筑了一系列具有空间拓扑结构的纵向场相位分布，并基于不同类型的拓扑结构来编码信息，最终实现基于纵向场相位拓扑结构的信息加密。该方法完全利用了纵向场这一光学自由度，构建了新的信息载体，实现了全新的光学加密方案。相关研究成果发表在《先进光子学》（Advanced Photonics）上。

　　基于纵向场拓扑结构定制实现信息加密示意图

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　　提出光热高效驱动液相反应通用策略

　　环境科学与工程/生物质资源化利用国家地方联合工程研究中心候其东副教授、鞠美庭教授在光热转化领域取得最新研究进展。团队通过在光热材料表面构筑低导热率的催化活性层，实现了光热能量在催化剂/溶剂界面的高效富集，证明了在无外部加热条件下，太阳能可以作为唯一能量来源高效驱动液相催化反应。该研究提出了从能量最大限度利用角度改进优化催化过程的新视角，为液相催化体系从“外部传导加热驱动”转型为“光热驱动”提供了一种通用范式。相关成果发表在国际知名期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。

　　ZrCP/CNT的合成过程和结构表征

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　　在柔性拓扑激光研究中

　　取得突破性进展

　　物理科学学院张心正、陈志刚、许京军教授团队与斯洛文尼亚斯特藩研究所Irena Drevenek Olenik教授合作，首次展示了具有高激光转换效率的圆偏振柔性拓扑垂直腔面发射激光器（VCSEL）。团队证明了这种拓扑VCSEL在低泵浦功率下可以保持出色的单模激光出射。值得一提的是，这一薄膜拓扑VCSEL具有极低的生产成本，无需复杂的加工技术，可以轻松集成到任何形状的基底上，并且在经历多次弯曲后仍能保持所需的激光特性和光束转向能力。相关研究成果发表于《光：科学与应用》（Light: Science & Applications），并被选为第二期封面论文。

　　柔性拓扑VCSEL的应用演示

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　　在手性药物合成领域取得突破

　　手性含氮杂环是小分子药物的重要结构单元，但它们的传统合成方法往往存在步骤烦琐、成本高、产物结构普适性差等缺点。因此，发展一种简洁、高效、通用的合成策略就显得尤为重要。药学院苏波教授团队首次实现了共轭二烯的催化不对称1,3-硼胺化反应，建立了一种“乐高式”模块化合成手性含氮杂环的新策略，显著降低了合成成本。相关成果以发表于国际知名期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society），为手性胺类药物的高效合成提供了新的研究思路与技术路径。

　　产物的转化及其在合成多种常见药物分子骨架中的应用

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　　南开团队应邀在Science发表评述文章

　　1月16日，化学学院袁明鉴教授团队应邀在《科学》（Science）期刊发表了题为“Robust perovskite nanocrystal emitters”（高稳定钙钛矿纳米晶发光体）的评述文章（Perspective）。该文章围绕钙钛矿纳米晶发光材料在新型显示领域的进展与关键挑战进行系统评述，重点剖析了外延核壳结构在提升钙钛矿纳米晶发光材料稳定性中的巨大潜能，为钙钛矿的显示应用提供新思路。

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　　步履不停，攻坚不止

　　新的一年

　　南开科研人驰而不息

　　深耕沃土，勇攀高峰

　　以更多突破书写奋进新篇！

　　NANKAI UNIVERSITY

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　　来源：南开大学融媒体中心

　　整理：丛敏

　　编辑：张一博 肖瑞阳 李梦楚 闫瑾

　　审核：吴军辉 刘喆萱