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江南师生又发表了哪些“硬核论文”
百舸江南第8期~
这就为大家呈现！
环境与生态学院王震宇教授团队
在PNAS发表研究成果
近日，环境与生态学院王震宇教授团队联合美国麻省大学Baoshan Xing教授在人工纳米材料驱动叶-根协同作用、显著提升水稻氮素利用效率方面取得重要进展，相关研究成果以“Nanotechnology-driven coordination of shoot–root systems enhances rice nitrogen use efficiency”为题发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）上。
该研究通过田间实验，从光合作用启动开始，逐级追踪叶-根-微生物-氮的连锁反应，系统评估了纳米硒（Se ENMs）在减氮条件下的环境和经济效应。研究发现，与减氮处理相比，减氮并施加Se ENMs可显著提高植株的净光合速率和叶片碳水化合物含量；碳水化合物转运关键基因表达量的上调，驱动了根系生长并富集有益微生物；土壤氮转化功能基因发生显著改变，硝化作用关键基因上调，反硝化相关基因受到抑制；水稻根系氮转运蛋白基因表达上调，氮肥利用效率显著提高。最终，在减氮30%的前提下，实现了稳产提质，环境负面影响减少41.0%，经济效益提升38.2%的显著效应，为现代农业“减肥降碳”提供了新策略。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s44221-025-00499-4.
△论文题图
图：Se ENMs协同增效与减排稳产的理论框架
食品学院严秀平教授团队
在Nature Communications
发表研究成果
江南大学食品学院严秀平教授团队报道了一种通过组胺调节仿生纳米通道中润湿性增强来模拟天然G蛋白偶联受体（GPCRs）的润湿性诱导激活开关（图1）。相关研究成果以“Histamine-modulated wettability switching in G-protein-coupled receptor inspired nanochannel for potential drug screening and biosensing”为题，在线发表于Nature Communications期刊。
研究团队采用电流信号验证仿生纳米通道的润湿性增强过程，通过响应比、接触角和分子动力学模拟等手段验证，提出了组胺调节的仿生纳米通道可作为模拟天然G蛋白偶联受体（GPCRs）的润湿性诱导激活开关，为在非脂质环境中构建仿生GPCRs提供了机会（图2）。
团队采用电流信号研究仿生纳米通道的药物筛选能力，结合多锥形纳米通道体系，实现从药物筛选到生物传感的实际分析应用，为组胺调节的仿生纳米通道应用于药物化学、生物传感器等领域提供了相关研究基础（图3）。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57064-6
图1：组胺调节仿生纳米通道来模拟天然G蛋白偶联受体（GPCRs）的润湿性诱导激活开关
图2: 组胺调节的润湿性诱导激活开关
图3: 组胺调节仿生纳米通道的实际分析应用
生物工程学院刘立明教授团队
在Nature Communications
发表研究成果
生物工程学院刘立明教授团队在靶向蛋白降解技术方面取得重要进展，研究成果“De novo designed protein guiding targeted protein degradation”正式发表于Nature Communications (IF = 14.7) 。
刘立明教授带领团队开发了一种靶向蛋白质降解技术——引导蛋白标记与降解系统（GPlad），该系统包含三个关键组成部分：标记蛋白（MP）、引导蛋白（GP）和蛋白酶。其工作原理如下：首先，从头设计的引导蛋白将标记蛋白定位到目标蛋白附近；然后，标记蛋白将标记引入目标蛋白；最后，标记的目标蛋白被特异性蛋白酶降解。该设计无需额外添加蛋白降解剂或预先融合蛋白降解子，即可实现目标蛋白的特异性降解。作为概念验证，GPlad系统成功降解了包括荧光蛋白、代谢酶和人源蛋白在内的多种类型的蛋白质。同时，该研究还以GPlad系统为基础，开发了antiGPlad、OptoGPlad和GPTAC等调控工具，进一步拓展验证了可逆抑制、光遗传学控制及最小嵌合体设计等功能，在蛋白回路构建、细胞功能调控以及代谢工程等领域展现出优秀的应用潜力。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-025-62050-z
△图形摘要
环境与生态学院何锋教授团队
在Nature Water发表研究成果
江南大学何锋教授团队联合中国环境科学研究院席北斗研究员团队在《Nature Water》（IF：24.1）发表重要研究成果：Efficient and selective dechlorination of chlorinated organic pollutants by cob(II)alamin and zero-valent iron，报道了受天然脱卤酶启发而开发的由维生素B12（钴胺素）与微米零价铁（mZVI）组成的仿生系统，实现了水体氯代有机污染物的高效脱氯和资源回收。
环境学院博士生王华清与青年教师程成为共同第一作者，何锋教授与中国环境科学研究院席北斗研究员、赵颖研究员为通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金国家杰出青年科学基金项目、创新研究群体项目、重点国际（地区）合作研究项目，以及中央高校基本科研业务费的资助。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s44221-025-00499-4.
△论文题图
人工智能与计算机学院
孙俊教授与毛力教授团队
在iScience发表研究成果
近日，教育部人工智能国际合作联合实验室、康养智能化技术教育部工程研究中心的孙俊教授、毛力教授团队与江南大学食品学院王周平教授、吴世嘉教授团队，在AI+食品安全检测方面合作的成果“Machine learning assisted CRCA multi-color fluorescent droplet imaging for high-sensitivity simultaneous detection of Maillard hazards”正式发表于Cell子刊iScience。
该研究开发了一种基于机器学习的循环滚环扩增（CRCA）多色荧光液滴成像方法，用于高灵敏度同时检测AAm和AGEs。该方法利用适配体识别靶标并触发CRCA信号放大，液滴微流控技术则将反应封装于微液滴中并获取红绿双荧光信号。采用深度学习目标检测模型自动识别和分类荧光液滴（如单阳性红/绿液滴和双阳性黄液滴），显著提升分析效率，将处理时间从传统方法的3分钟/图缩短至1.4秒/图；同时，利用随机森林回归模型，以阳性液滴比例和荧光强度为双参数预测目标浓度，实现检测限低至10 fg/mL和7个数量级的宽线性范围。这种人工智能驱动的方法解决了传统液滴成像中的主观阈值和多维数据解析瓶颈，在真实样本（如饼干和面包）中回收率达95.32%，验证了其高准确性和实用性，突显人工智能在提升生物检测速度、精度及灵敏度方面的关键作用，为食品安全监测提供了高效解决方案。
△图形摘要
△图形摘要
纺织科学与工程学院孙丰鑫研究团队在Advanced Fiber Materials
发表研究成果
近日，江南大学孙丰鑫研究团队联合德累斯顿工业大学、劳伦森大学及上海国际时尚教育中心的研究人员，设计了一种新型柔性可编程纺织品超表面。这种材料可用于开发具备类似变形与伪装能力的机器人，相关研究成果以题为“Structurally Programmed Textile Metasurfaces for Soft Morphing Robotics and Bionic Mimetic Camouflage”发表于Advanced Fiber Materials。
其核心是通过调整交织纱线线圈的几何排列，实现针织结构的精准工程化设计。研究人员提出一种基于结构驱动的设计框架：通过在编织外壳中引入空间局域的应变约束，仅凭针脚几何的调控，即可赋予软体机器人系统与仿生伪装所需的形态变化能力。结合改进的超弹性力学理论分析，将织物宏观力学行为解耦为针脚拓扑与纱线组成的独立作用，并通过几何调控实现了可编程的力学响应。
研究提出的几何驱动的设计思路，为低成本、可扩展、定制化应用打开了大门，如个性化可穿戴设备、自适应伪装外壳、野生动物观测设备、抗环境干扰的人机交互，甚至用于体温调节的智能城市服装等多功能应用中展现出广阔前景。
论文链接：
https://doi.org/10.1007/s42765-025-00591-0
图：结构异构针织结构开发爬行运动与红外伪装功能的软体机器人。a 皮肤有褶皱的毛虫照片。b 仿生软体爬行机器人的针织编码设计图与结构模型。c 罗纹线圈横向（上）与双反面线圈纵向（下）的波纹截面图。d 软体机器人的设计原理与运动方式。e 单压力源驱动的软体机器人连续爬行过程快照。f 流体循环实现红外伪装的原理示意图。g 通过向机器人注入低温和常温流体实现红外伪装
化学与材料工程学院刘天西教授团队
在Angew. Chem. Int. Ed.
发表研究成果
近期，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授团队在高熵合金气凝胶领域取得突破性进展，在Angew. Chem. Int. Ed.上发表重要学术论文：“High-Entropy Metallene Aerogels: A New Balancer for *H Production and Consumption in Nitrate Reduction Reaction（Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202505156）”，第一作者为江南大学化工学院博士研究生李晗君，通讯作者为江南大学刘天西教授，张楠副教授，浙江大学衢州研究院海广通副研究员以及国家同步辐射中心黄伟翔博士。
江南大学化学与材料工程学院刘天西教授团队首次通过种子介导生长策略开发了高熵金属烯气凝胶新材料，并实现了其普适性制备，获得了PdCuSnCoNi、PdCuSnBiCo、PdCuSnBiNi、PdCuBiCoNi以及PdCuSnBiCoNi等五种高熵金属烯气凝胶材料。在NO3RR中，PdCuSnCoNi高熵金属烯气凝胶的NH3法拉第效率和产率分别高达99.5% 4117.8 μg h-1mgcat.-1，并表现出优异的稳定性，其性能显著优于Pd金属烯气凝胶。过渡金属的引入调控了高熵金属烯气凝胶表面电子结构，显著改变了Pd的d带中心位置，从而优化了NO2和NO等关键中间体的吸附能，同时通过氢吸附能的精准调控，实现了*H生成与消耗的动力学平衡，最终促进了NO3RR的选择性与效率提升。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.202505156
图：PdCuSnCoNi高熵金属烯气凝胶的
形貌和结构表征
物联网工程学院汤泽教授团队
在IEEE Transactions on Power Systems发表研究成果
近期，江南大学物联网工程学院汤泽教授课题组在孤岛微电网的分布式优化控制方面取得最新进展。该研究主要围绕孤岛微电网的多层级控制需求，从基础控制架构优化到二次控制策略设计，研究了高精度、低通信依赖的协同控制解决方案。研究成果“Distributed Adaptive Optimal Secondary Control for AC Islanded Microgrid Based on Dynamic Self-Triggered Rules”于2025年7月正式发表于电力系统顶级期刊IEEE Transactions on Power Systems。
该研究针对孤岛微电网的控制需求，提出动态自触发机制下的分布式二次最优控制框架。通过融合动态事件触发规则与自适应控制增益调节，实现频率/电压全局一致性与有功功率的比例共享，显著降低通信带宽需求。同时通过状态方程的误差演化与积分分解，建立动态自触发规则，通过预触发的二次控制方式提前计算出下一次触发时刻，有效减少计算资源消耗的同时有效克服通信时滞产生的影响。而相较于静态触发机制，该方案通过误差驱动型阈值设计，使通信频率随系统动态自主调整，并在暂态过程中增强控制强度以提升同步速度，使系统响应效率与稳态精度均展现出显著优势。
实验结果表明，所提控制策略有效解决了传统下垂控制中功率比例共享与电压/频率稳定性的矛盾问题，显著提升了系统的控制精度和动态性能，有效保障了孤岛微电网的可靠运行。
论文链接：
https://ieeexplore.ieee.org/document/10770284
图：动态自触发机制下的
孤岛微电网系统运行结构图
图：孤岛微电网系统测试模型
无锡医学院马鑫教授团队
在Circulation Research
发表研究成果
近期，江南大学无锡医学院马鑫教授团队在Circulation Research在线发表题为“Loss of Endothelial TRPC1 Induces Aortic Hypercontractility and Hypertension”的研究论文，该研究表明内皮细胞TRPC1缺失诱导主动脉收缩过度和高血压。
研究结果表明，内皮TRPC1的缺失降低了小鼠主动脉内皮依赖性的舒张和过度的内皮依赖性收缩。正如预期的那样，内皮TRPC1的缺失使得血压升高，并降低了乙酰胆碱诱导的主动脉细胞内Ca2+浓度升高。在内皮特异性TRPC1缺陷的小鼠动脉中，mRNA表达谱显示c-Fos上调。阻断c-Fos恢复了内皮TRPC1缺陷小鼠主动脉受损的血管舒张能力。内皮TRPC1调节的一氧化氮/内皮素-1的产生参与了血管c-Fos的表达。此外，内皮TRPC1的敲入改善了肥胖小鼠增强的内皮依赖性收缩和高血压，这与减轻的内皮细胞内皮素-1/c-Fos产生和平滑肌的收缩有关。该研究结果明确了内皮TRPC1是一种生理状态下和病理性肥胖状态下血管变化和血压的调节剂，并且它与一氧化氮/内皮素-1/c-Fos信号有关。
论文链接：
https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.124.325574
△论文题图
△机制图
理学院王继成课题组在
Laser & Photonics Reviews
发表研究成果
近期，江南大学理学院王继成副教授课题组在拓扑光子晶体编码与加密方面取得重要进展，研究成果“High-Capacity Corner State Encoding and Dual-Plane Switching Encryption based on Topological Photonic Crystals”发表于Laser & Photonics Reviews期刊。
江南大学理学院王继成课题组提出了面向B5G通信的可调高容量角态编码光子晶体结构。将具有独特拓扑特性的光子晶体构建为阵列，使光波特定频率局域在结构的角落处。这种特性实现了角态编码器对光波的精确局域化控制。该研究工作采用融合卷积神经网络（CNN）与长短期记忆网络（LSTM）的混合深度学习架构，可精准预测不同结构参数配置下光子晶体阵列在B5G频段内的角态编码性能。利用嵌套的单框架光子晶体阵列，通过调节四个激励源的相对相位，选择性增强或抑制每个角部的局域态。仿真和实验结果共同验证了四比特二进制编码在B5G通信中的精准调控。此外，开发了一种基于角态编码的双平面加密系统，显著提升了B5G通信的效率、安全性和实际应用能力。该系统解决了下一代无线通信中的关键挑战，为未来大容量、低时延、可靠安全的B5G应用提供了切实可行的光子解决方案。
论文链接：
http://doi.org/10.1002/lpor.202501103
图：角态编码在B5G通信实现
高容量编码器构建的应用
集成电路学院学子王子坚
手握两篇SCI
“学术导师”项目结出硕果
随着SCI期刊《Materials Science in Semiconductor Processing》的录用通知翩然而至，王子坚同学的本科生涯画上了一个圆满的句号。作为“学术导师”的受益者，王子坚同学早在大二便进入了南海燕老师的课题组，提前开启了精彩的科研探索之旅。在南老师的悉心指导下，他迅速融入团队，围绕“自驱动光电探测器”这一前沿方向，开展了系统性、规范化的科研训练。本科期间，王子坚以第一作者发表SCI论文两篇，EI论文一篇，申请发明专利1件！
凭借在南老师课题组中的出色工作，王子坚同学不仅取得了本科生优秀毕业设计的荣誉，更产出了丰硕的科研成果：一篇中文EI期刊论文《基于表面工程调控的 MoTe2/MoS2异质结光电器件性能优化》，以及一篇SCI期刊论文《Effect of thickness on optical properties of InSe/In2Se3 heterojunction》。
目前，王子坚同学在南海燕教授的课题组继续攻读硕士学位，专注于更具挑战性的研究。他表示：“非常感谢学院提供的‘学术导师’项目平台和南老师的悉心指导，让我提前感受到了科研的魅力与艰辛。研究生阶段我将继续努力，力争在光电器件领域做出更有创新性的成果。”让我们共同祝愿王子坚同学在未来的科研道路上不忘初心，行稳致远，期待研究生阶段取得更好的成绩！
录取邮件
集成电路学院本科生李佳
发表SCI学术论文
近日，集成电路学院微电子科学与工程专业2023级本科生李佳以第二作者在SCI期刊《IEEE Sensors Journal》发表学术论文。论文第一作者为其指导教师刘璋成副教授，通讯作者为尤杰老师与陈治伟老师。
李佳同学的论文题目为“Investigation of High-Temperature Diamond UV Photodetectors With MSM and SBD Structure Fabricatedby Selectively Grown Method”（DOI: 10.1109/JSEN.2025.3588097）。传统硅基紫外探测器受窄带隙的限制，高温下光信号检测能力较弱，相比之下，金刚石则凭借超宽带隙、优异的导热性以及出色的抗辐射能力，成为高温紫外探测的理想选择。该论文对选择性外延制备的3D MSM和SBD结构金刚石紫外探测器进行了系统的高温性能表征，发现正向偏置的SBD探测器在高温环境下展现出最优性能组合：高响应度、高紫外/可见抑制比及快响应速度，表明肖特基势垒设计既能有效抑制缺陷相关响应，又可维持高效载流子输运。此外，选择性外延生长法确保了电极-金刚石界面的高温稳定性，MSM结构的欧姆接触与SBD结构的整流特性在高温下均得以保持。这些结果充分证明了选择性外延3D金刚石探测器在极端环境应用的可行性。
论文截图
理论的书页被反复翻起
智慧的墨香萦绕在心底~
每一个公式，每一段论述
都是攀登科研高峰的阶梯！
小鼋相信
在未来会有更多的“硬核论文”
从江南大学出发
走向世界！
END
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稿件来源：食品学院 生物工程学院 纺织科学与工程学院
原标题：《来了，“硬核”paper！》