• 科教前沿

  • 11月25日上线的《自然-通讯》杂志上,连续刊发两篇我校研究人员在绿色环境化工领域的研究新进展。这两篇分别报道了化工学院段学志教授、陈文尧博士与挪威科技大学DeChen院士在反应动力学指导催化剂设计方面的进展,以及机动学院杨雪晶研究员、化工学院博士研究生王金岭与德国莱布尼茨催化研究所Angelika Brückner教授在生物质平台分子C-C键自由基活化和高原子经济性可控转化方面的进展。化学工程联合国家重点实验室袁渭康院士、周兴贵教授、刘洪来教授、汪华林教授等参与了上述工作,并提供了重要的支持与指导。绿色化学工程与技术学科群是我校“十三五”“十四五”期间学科建设的重要内容,涵盖化学工程与技术、控制科学与工程和动力工程及工程热物理三个一级学科,体现了资源/能源化工、生物化工、化工自动化、环境化工、化工装备与安全等学科方向在能源、环境、生物等领域的应用和拓展。“十三五”期间,学科(群)面向化学工业的绿色、安全和可持续发展的科技需求及学科前沿,重点建设高效催化与反应工程、高效传递与分离工程、高性能化学产品工程、生物催化与生物绿色制造、环境化工与安全、化工过程优化与智能制造、能源化工与装备等方
    2021-11-3010
  • 近日,我校化工学院、化学工程联合国家重点实验室段学志教授、陈文尧博士等与挪威科技大学De Chen院士合作,探究了金属纳米催化剂的电子效应,建立了包含表面吸附、活化态及关键物种覆盖度等机理信息、可用于指导催化剂设计的反应动力学模型,架起了催化剂电子结构与宏观催化行为之间的“桥梁”。相关成果以“Molecular-level insights into the electronic effects in platinum-catalyzed carbon monoxide oxidation”为题发表在《自然—通讯》(Nat. Commun., 2021, 12, 6888)上。
    2021-11-26794
  • ?近日,我校生物反应器工程国家重点实验室、光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心杨弋教授课题组、朱麟勇教授课题组、浙江大学生命科学研究院任艾明研究员课题组联合在荧光RNA研究中取得突破性进展,在国际权威学术期刊《自然—化学生物学》(Nature ChemicalBiology)以长篇论文(article)形式在线发表题为“Structure-basedinvestigation of fluorogenic Pepper aptamer” 的研究文章。
    2021-11-23994
  • ?近日,生物工程领域权威期刊《代谢工程》(Metabolic Engineering)在线发表了生物工程学院鲁华生物技术研究所魏东芝团队王风清课题组关于“利用酵母细胞工厂高产萜烯”的最新研究进展。
    2021-11-22803
  • 近日,我校材料科学与工程学院刘润辉教授课题组和上海市第一人民医院林浩东教授团队合作,制备了基于宿主防御肽模拟的抗菌多肽聚合物掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA骨水泥微球(PMMA@polymer),在兔慢性骨髓炎模型中表现出优异的体内治疗效果。该成果以“Peptide Polymer-Doped Cement Acting as an Effective Treatment of MRSA-infected Chronic Osteomyelitis”为题发表在《先进功能材料》(DOI: 10.1002/adfm.202107942)。慢性骨髓炎的治疗通常需要多次手术和长期抗生素干预,复发风险高,给患者带来巨大痛苦和经济负担。目前,载有抗生素的PMMA骨水泥已广泛用于临床治疗慢性骨髓炎。然而,非降解PMMA骨水泥中抗生素的释放通常缓慢且不完全,导致局灶性病变处抗生素浓度不足,治疗效果不佳。此外,抗生素耐药菌的迅速出现给慢性骨髓炎的治疗带来了巨大挑战。因此迫切需要找到非抗生素疗法治疗耐药菌感染引起的慢性骨髓炎的有效策略。在这项研究中,多肽聚合物能从惰性PMMA中快速释放、快速起效、且基本完全
    2021-11-08871
  • 近日,我校刘立帅博士等人在智能损伤检测与成像领域的研究取得新进展,相关成果连续发表在工程技术与计算机科学领域顶刊IEEE Transactions on Industrial Informatics (影响因子10.215)上。
    2021-11-061017
  • 近日,我校材料科学与工程学院刘润辉教授课题组报道了一种一步法实现普适性的水凝胶功能化方法。作者设计合成了一种三肽黏附分子,可以对没有任何反应基团的各类水凝胶进行普适性修饰。该成果以“A sandcastleworm-inspired strategy to functionalize wet hydrogels”(沙堡蠕虫启发的水凝胶功能化策略)为题发表在国际权威学术期刊《自然—通讯》(Nat. Commun.2021, 12, 6331)上。水凝胶已经被广泛用于多种领域,许多水凝胶在使用的时候需要引入特定的分子进行功能化。此前,水凝胶的功能化方法是在水凝胶成胶前或制备过程时引入功能分子,这些方法通常步骤繁琐、需要既定的反应基团,且对于不同类型的水凝胶无法实现普适性修饰。如果能够通过一步简单的方法,不受官能团的限制,将功能分子直接修饰在各种类型的水凝胶上,将在多个领域具有重要意义。在本研究中,刘润辉教授等研究人员受沙堡蠕虫黏附蛋白启发,设计合成了结构简单、含有三肽的黏附分子丁二胺-多巴-赖氨酸-多巴(DbaYKY),该黏附分子可以用于引发多种类型的聚合反应,并通过简单浸没实现功能分子对
    2021-11-05775
  • 近期,国际知名化学类期刊Angew. Chem. Int. Ed.以“Deciphering and Suppressing the Over-oxidized Nitrogen in Nickel-catalyzed Urea Electrolysis(DOI: 10.1002/anie.202107886)”为题,在线报道了我院李佳男博士后在环境能源电催化领域的最新研究成果,并将以封面文章的方式被重点报道。鉴于热力学上优势电位(0.37 V,vs. RHE),碱性条件下尿素氧化往往被视为水氧化(OER,1.23 V)最理想阳极替代反应之一,理论上可节约电解水制氢70%的能量。更为重要的,尿液在市政水系统中体积仅占1%,却产生了70%以上的氨氮负荷,是基于源分离的新型城市基础设施建设、“水-能源-食物”耦合、污水资源化等环境热点领域关注的重点问题。然而,前期大量研究仅关注尿素电化学产氢的阴极过程,而忽略了活性镍基催化剂亲氧终端结构、尿素多配位吸附中心、多步电子质子耦合转化等众多因素在阳极上的复杂作用。事实上,尿素分子在阳极发生复杂的转化过程,产生硝态氮、亚硝氮等过度氧化产物,远远偏离
    2021-11-04924
  • 催化技术是现代化学工业的支柱,反应动力学是工业催化剂与反应器设计优化的重要基础。近日,我校化工学院、化学工程联合国家重点实验室周兴贵教授课题组青年教师段学志教授、陈文尧博士等在传统催化反应动力学研究的基础上(主要关注宏观变量与性质),建立能准确预测催化剂结构参数对催化性能影响的纳米动力学(Nano-Kinetics)模型,为催化剂理性设计提供理论指导。相关成果以Taming Electrons within Pt/C Catalysts to Boost Nano-Kinetics of Hydrogen Production为题发表在中国工程院院刊《Engineering》。本系列研究工作基于前期建立的通过排除金属电子效应、解析粒径效应,实现催化剂活性位点的动力学辨认方法(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16736-16739);发展的通过排除粒径效应、量化电子效应,实现易实验测量的活化熵、金属电子结合能/电荷可作为催化活性描述符方法(J. Catal. 2017, 356, 186-196; 《化工学报》建国70周年专刊:2019, 70, 3645-36
    2021-10-292107
  • 近日,我校药学院赵玉政教授团队与上海交通大学医学院附属仁济医院蒋玉辉研究员团队合作研究,深入解析了营养缺失条件下PHGDH通过核易位以及酶活转变调控细胞核NAD+和肿瘤细胞生长的分子机制。该研究成果以“The alternative activity of nuclear PHGDH contributes totumor growth under nutrient stress”为题,在线发表在国际权威学术期刊《自然-代谢》上。许多研究表明,在不同的营养状态下代谢酶表达水平、亚细胞定位以及酶活的改变,能够使代谢酶以精确而有效的方式调控细胞信号传导和基因表达等生理活动。然而,代谢酶相关的生理调节作用基本上可以归因于代谢产物的生成,其中代谢产物可以为蛋白质或染色质修饰反应提供“燃料”。3-磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)是丝氨酸合成途径的第一个限速酶,其主要负责将糖酵解中间产物3-磷酸甘油酸(3-PG)转化为3-磷酸羟基丙酮酸(3-PHP),最终进入一碳循环,从而维持相应的物质稳态。本研究发现,在葡萄糖正常或缺失培养条件下,向细胞补充外源性的丝氨酸也都不能有效回补PHGDH缺失对细胞生长造
    2021-10-201397
  • 从哈密广汇环保科技有限公司年产40万聚酯级乙二醇项目现场传来消息,采用我校开发的荒煤气非催化部分氧化制合成气装置于2021年10月15日23:46一次投料成功。该装置单系列荒煤气处理量为182047Nm3/h,有效气(CO+H2)产量是82760Nm3/h,共设置2个系列,是目前全球首个采用荒煤气作为原料生产乙二醇的项目。该装置的成功投料运行,实现了废弃资源荒煤气的资源化和高值化利用,标志着我国以天然气、焦炉气、荒煤气等低碳碳氢资源为原料的大规模清洁高效转化技术取得新突破,显著提升了我国能源化工行业的技术水平和国际竞争力,推动了行业转型升级。 截止目前,由我校开发的富甲烷气绿色高效转化制合成气成套技术已推广应用到国内11家企业、12个项目(其中投入运行7个项目,在建5个项目),转化炉合计20台,原料包括天然气、焦炉气、荒煤气等,特别适合于合成氨、甲醇、乙二醇、H2和CO等产品所需合成气的生产。该技术具有原料适应性强、工艺流程和设备结构简单、流程短、投资低的特点,已建成了全球单炉处理能力最大(75000Nm3/h)的焦炉气非催化部分氧化制合成气装置,应用于国际上首套分别采用天然气原料、焦
    2021-10-20809
  • 近日,我校材料科学与工程学院刘润辉教授课题组公布了基于模拟宿主防御肽设计的对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等多种耐药革兰氏阳性菌具有高效抗菌活性的类肽聚合物研究结果。该研究成果以“Addressing MRSAInfection and Antibacterial Resistance with Peptoid Polymers”(类肽聚合物解决耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染和抗生素耐药性)为题,发表在国际权威学术期刊《自然—通讯》(Nat. Commun.2021, DOI:10.1038/s41467-021-26221-y)上。近年来,耐药细菌的持续出现与快速传播和新型抗生素的缺乏意味着对新型抗菌药物的迫切需求。宿主防御肽因其具有广谱抗菌活性且不易产生耐药性的优点而被作为有前景的抗耐药菌感染新药物而被广泛研究,然而,其应用受到易被蛋白酶水解、体内稳定性差、合成成本高等缺点的限制。因此,研究耐蛋白酶水解、合成方便且具有体内抗耐药菌感染能力的宿主防御肽模拟物具有重要意义。 本研究中,刘润辉教授课题组通过N-取代N-羧酸酐(α-NNCA)一锅法开环聚合合成了含不同C-端官能团的抗菌
    2021-10-091203
  • 近日,我校药学院邓卫平教授和杨武林副教授团队在手性八元杂环骨架催化不对称构建研究中取得最新进展,相关研究成果以“Diastereo- and Enantioselective Synthesis of Eight-Membered Heterocycles via an Allylation/Ring Expansion Sequence Enabled by Multiple Catalysis”为题发表于美国化学会催化杂志ACS Catalysis(DOI: 10.1021/acscatal.1c03711)。手性八元杂环是一类重要的中环骨架,广泛存在于多种药物分子和活性天然产物中,开发其高效、高立体选择性合成方法是有机合成化学和药物化学领域的研究热点之一。然而,由于构建该类中环骨架过程中会出现不利的焓变和熵变以及跨环相互作用,所以实现该类结构的高立体选择性合成存在较大挑战。为了解决这一科学难题,该研究团队提出金属/有机小分子连续催化烯丙基取代/扩环级联反应的策略,首先经金属铱催化的烯丙基取代/分子内环化得到高张力的多环中间体,然后通过有机双功能催化剂促进的开环反应步骤,进而构建八
    2021-09-301128
  • 近日,习近平总书记赴陕西省到国家能源集团榆林化工有限公司,考察调研循环经济煤炭综合利用项目规划建设运行情况,强调指出,煤炭能源发展要转化升级,走绿色低碳发展的道路。
    2021-09-29999
  • 2021年9月27日,中国石油和化学工业联合会在杭州组织召开了“单炉日处理煤4000吨级超大型水煤浆气化技术开发及工业示范”科技成果鉴定会,该成果由内蒙古荣信化工有限公司、华东理工大学、山东能源集团有限公司和兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司共同完成。鉴定委员会由来自行业的11位知名专家组成,中国工程院任其龙院士担任主任,中国石油大学(北京)徐春明院士和中国氮肥工业协会理事长顾宗勤教授级高工任副主任。山东能源集团孟祥军高级顾问、华东理工大学王辅臣教授先后致辞,中国石油和化学工业联合会科技部赵明处长及成果申报单位山东能源集团总经理助理祝庆瑞等近20位代表参加了本次会议。会议由中国石油和化学工业联合会科技部王秀江副主任主持。
    2021-09-291026
  • 近日,材料学院刘润辉教授课题组报道了一类基于羧酸盐的聚合引发体系,实现超快速NCA开环聚合。该成果以“Superfast and Water-Insensitive Polymerization on α-Amino Acid N-Carboxyanhydrides to Prepare Polypeptides using Tetraalkylammonium Carboxylate as the Initiator”为题发表在国际著名期刊《德国应用化学》(DOI: 10.1002/anie.202103540)。
    2021-09-291076
  • 近日,我校材料科学与工程学院刘润辉教授课题组在α/β-多肽合成研究领域取得突破性成果,该成果以“Synthesis of Poly-α/β-peptides with Tunable Sequence Via the Copolymerization on N-carboxyanhydride and N-thiocarboxyanhydride”(通过N-羧基环内酸酐和N-硫代羧基环内酸酐共聚合成序列可调节的聚-α/β-多肽)为题发表在iScience上(iScience.2021, DOI:10.1016/j.isci.2021.103124)。蛋白和多肽在生命体中具有重要生物学功能,但其实际应用受到易被蛋白酶水解、体内生物利用度低等缺点限制。多肽模拟研究可以针对性地解决多肽体内稳定性差的突出缺点对应用的局限,因此在药物发现、组织工程、蛋白模拟、生物材料和化学等诸多领域具有重要应用前景。在多肽模拟研究领域中,刘润辉教授课题组前期通过建立对水分不敏感的β-NTA(β-氨基酸N-硫代羧基酸酐)聚合新方法解决了β-内酰胺聚合制备β-多肽的经典合成方法对水分敏感、聚合条件苛刻、功能基团适用
    2021-09-27789
  • 深入理解具有振动诱导发光特性的二氢吩嗪分子结构与性质的关系是实现其材料应用的关键。近日,我校化学与分子工程学院曲大辉教授课题组通过直接的碳氮偶联反应,设计合成了一系列具有振动诱导发光特性的π延伸二氢吩嗪和四氢二吩嗪衍生物,并探究了其共轭分子‘翅膀’尺寸对分子体系的堆积行为及发光性质的影响,相关成果以“Vibratile Dihydrophenazines with Controllable Luminescence Enabled by Precise Regulation of π-Conjugated Wings”为题,以Research Article的形式发表在中国化学会旗舰刊CCS Chemistry:2021, 3, 2239-2248。振动诱导发光(vibration-induced emission, VIE)新概念是由我校田禾院士团队研究二氢吩嗪类分子的动态发光特性时提出(2015年)。马鞍形的二氢吩嗪类分子,受光激发后,N-N轴两侧的芳环会沿轴逐步演变至准平面结构,从而表现出高达250nm的斯托克斯位移;同时,通过精准的化学修饰或者外部环境调控,二氢吩嗪共轭分子骨架
    2021-09-18972
  • 对癌症病人实现快速、简便地早期筛查是医疗界的迫切需要。近日,华东理工大学材料学院顾金楼教授团队报道了基于可调介孔的分级结构金属有机骨架,构建特异性酶促反应的传感模型,实现前列腺癌病人(PCa)的精准筛选。该工作只需要采集病人一滴尿液,即可快速、准确地筛查癌症病人,可避免传统PSA和肛检方法复杂尴尬的过程。系列工作已申请专利(202110648627.8),随后课题组将部分数据发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.1c05674)上。
    2021-09-141310
  • 近日,我校材料科学与工程学院刘润辉教授课题组基于仿生设计,报道了结构简单、水溶性很高、易合成及大量制备的新一代抗植入异物反应高分子材料——聚DL-丝氨酸。该成果以“Bio-inspired poly-DL-serine materials resist the foreign-body response”(仿生启发的聚DL-丝氨酸材料抵制异物反应)为题发表在国际权威学术期刊《自然—通讯》(Nat. Commun. 2021, 12, 5327)上。
    2021-09-131032
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