昆工关注|近期科研成果速览

持之以恒加强基础研究

着力突破“卡脖子”技术难题

昆明理工大学科研工作者

一直以来

勇担科技创新使命

取得了丰硕的成果

一起看看近期的科研成果！

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在褪黑素调控三七先天免疫的分子机理

方面取得最新进展

生命科学与技术学院崔秀明、陈奇团队取得最新研究进展，9月1日，相关研究成果以《褪黑素在三七和拟南芥气孔免疫中的功能》（Melatonin functions in priming of stomatal immunity in Panaxnotoginseng and Arabidopsis thaliana）为题，发表于国际植物生理学顶级期刊《植物生理》（生物学/植物学双一区Plant PhysiologyIF8.34）。生命科学与技术学院博士生杨千为论文第一作者，崔秀明研究员、中国中医科学院黄璐琦院士和陈奇教授为共同通讯作者。

三七是我国道地中药材大品种，病虫危害一直是困扰三七产业发展的主要因素，深入挖掘三七免疫应答调控机理，通过生物学方法提高三七先天免疫能力和抗病能力是三七产业可持续发展的有效策略。崔秀明团队长期致力于三七品种的研究，通过与黄璐琦院士团队、陈奇教授团队3年多的合作研究，发现外源喷施褪黑素可有效降低三七叶部病害发生率，并在此基础上阐明了褪黑素调控三七先天免疫的分子机理。研究结果表明，褪黑素通过PMTR1受体依赖的信号途径激活MAPK和GPA1并由此诱导气孔关闭以降低病原菌入侵。该研究不仅为三七农业绿色可持续发展提供理论依据，也为研究植物褪黑素信号途径提出了新认识。

论文的第一作者单位为昆明理工大学生命科学与技术学院，云南省三七研究院、云南省三七资源可持续利用重点实验室、中国中医科学院、首都师范大学、澳大利亚西澳大学等单位参加了研究工作。研究得到了国家自然科学基金、云南省自然科学基金，中央政府支持名贵中药资源可持续利用能力建设重点项目的资助。

论文链接地址：

https://academic.网址未加载/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab419/6361659?searchresult=1

2

在闪烁体材料的研究与应用

领域取得最新进展

材料科学与工程学院光电功能团队在闪烁体材料的研究与应用领域取得最新进展。8月23日，相关研究成果以题为“Reproducible X-ray Imaging with a Perovskite Nanocrystal Scintillator Embedded in a Transparent Amorphous Network Structure”发表在国际Top期刊Advanced Materials（IF=30.849)上。徐旭辉教授，邱建备教授为通讯作者，硕士研究生章皓，杨泽为共同第一作者。

闪烁体材料能够将高能射线（X射线等）转化为易于探测的光电信号，有利于实现高能射线在空间探测、医疗成像、无损探伤、高能物理以及核安全等领域的应用，是卡脖子的战略核心技术。材料科学与工程学院光电功能团队首次利用高粘度的透明无机介质有效抑制辐照损伤产生的元素迁移，通过简单的热处理方式便可使其性能恢复至初始状态，最终超越商业闪烁体实现高剂量下16.8 lp mm-1高分辨的长时间成像。这项研究有效的普适性拓宽了闪烁体的研究和应用，为闪烁体材料的应用打开了新的篇章。

论文链接地址：

https://网址未加载/10.1002/adma.202102529

3

在可充放电锌空气电池研究与应用

领域取得最新进展

化学工程学院磷化工团队李金成教授联合中科院金属所刘畅研究员，香港科技大学邵敏华教授等在可充放电锌空气电池研究与应用领域取得最新进展。相关研究成果近期以“Dual-Phasic Carbon with Co Single Atoms and Nanoparticles as a Bifunctional Oxygen Electrocatalyst for Rechargeable Zn–Air Batteries”为题发表在材料科学领域国际顶级学术期刊Advanced Functional Materials上，昆明理工大学为论文第一完成单位。

可充放电锌空气电池具有价格低廉、安全性能好、能量密度高等优势，在便携式交通工具和能量储存器件应用方面均具有较大的潜力。电池在充放电过程中，阴极将发生氧析出反应(OER)和氧还原反应(ORR)。ORR和OER动力学过程非常缓慢，需要使用高效的双功能氧催化剂来加速其反应速率。碳基非贵金属单原子催化剂是一类理想的ORR催化剂，但其OER性能有限；非贵金属纳米催化剂是一类高效的OER催化剂，但其ORR活性较差。单一组分催化剂不能满足可充放电锌空电池的要求，开发新型高效双功能催化剂应用于可充放电锌空电池备受科研工作者的关注。

李金成教授等人提出了双相碳催化剂的概念，将单原子催化剂和纳米催化剂的优势结合起来，合成了CNT@SAC-Co/NCP双功能氧催化剂。其中，CNT@SAC单原子相在放电过程中催化ORR，Co/NCP纳米颗粒相在充电过程中加速OER，它们通过高导电性CNT相连，这种“既独立又关联”的结构可以有效降低ORR单原子位点配位结构在强氧化环境（OER过程）中破坏而导致性能的急剧衰减。基于此, 以CNT@SAC-Co/NCP为双功能氧催化剂，组装的可充放电锌空电池表现出优异的输出性能（功率达到172 mW cm-2；充放电电压差为0.51 V@5 mA cm-2）和恒流充放电循环稳定性能。

论文链接地址：

https://网址未加载/10.1002/adfm.202103360

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在材料高通量计算方面取得最新进展

材料科学与工程学院冯晶教授团队在材料高通量计算方面取得最新进展。相关成果近期以“Thermodynamic properties of the Yb-Sb system predicted from first-principles calculations”为题发表在结构材料顶级期刊Acta Materialia上，以“Correlation analysis of materials properties by machine learning: illustrated with stacking fault energy from first-principles calculations in dilute fcc-based alloys”为题发表在英国物理学会旗舰期刊Journal of Physics: Condensed Matter上，同时制定了数据标准2项，申请软件著作权3项。

高通量计算作为材料基因工程的三大核心要素之一，在世界范围内的难点之一是如何突破跨尺度的材料计算和设计瓶颈。针对此问题，材料科学与工程学院种晓宇博士和冯晶教授联合美国宾夕法尼亚州立大学，开发了不同尺度计算参数自动传递和关联建模的算法，首次实现了通过高通量第一性原理计算耦合机器学习模型，快速而准确获取材料热力学和热物性参数并形成数据流，从而依靠相图热力学建模实现微观到宏观尺度的跨越，可对实际工程问题产生指导。该算法已集成到具有自主知识产权的“多尺度耦合热力学与热物性计算平台”（MITTCP）软件中，并用于贵金属、液态金属等新材料的研发，解决了多个行业难题，较好地推动了相关新材料和新产品的研发与应用进程，体现了材料基因工程技术的显著优势，获得了学术界和企业界的广泛好评。

论文链接地址：

https://网址未加载/10.1016/j.actamat.2021.117169

https://iopscience.网址未加载/article/10.1088/1361-648X/ac0195

来源|生科学院 材料学院 化工学院

编辑|菡萏

策划|菡萏 致远