南京大学，一年发表12篇Nature、Science!

2024年，南京大学发表12篇Nature/Science正刊论文，其中8篇为“一作+通讯”，展现出卓越的科研实力和创新能力。这些成果不仅在学术界引起了广泛关注，也为相关领域的发展提供了有力支持。随小南一起，回顾这些令人瞩目的成果！

01

合作研发出室温下可充钙-氧电池

复旦大学彭慧胜院士、王兵杰副研究员、王永刚教授和南京大学现代工程与应用科学学院周豪慎教授、浙江大学陆俊教授等人创建出一种新型钙-氧气电池，该电池可在室温条件下进行电化学充放电，并稳定运行700次循环，展现出高安全性和较低成本等优势。

2024年2月7日，相关成果以A rechargeable calcium-oxygen battery that operates at room temperature为题在线发表于Nature。

室温下可充电 Ca-O2 电池，以 Ca-O2 为主要放电产物

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06949-x

02

大面积全钙钛矿叠层组件领域取得新突破

南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授课题组在大面积全钙钛矿叠层组件领域取得新突破，经国际第三方权威认证机构测试，其稳态光电转换效率高达24.5%，刷新了全钙钛矿叠层组件的世界纪录效率，为全钙钛矿叠层电池的量产和商业化应用奠定了技术基础。

相关研究成果于2024年2月22日以Homogeneous crystallization and buried interface passivation for perovskite tandem solar modules为题，发表于Science期刊。

全钙钛矿叠层太阳能组件的光伏性能

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj6088

03

链间扩展法合成超大孔分子筛

由吉林大学于吉红院士和陈飞剑教授、华东师范大学吴鹏教授、南京大学化学化工学院黎建研究员等组成的国内研究团队同西班牙马德里材料研究所Miguel A. Camblor教授合作，报道了通过链间扩展法成功合成一例具有20×16×16元环孔道系统的三维稳定超大孔分子筛ZEO-5，突破了传统分子筛晶化理论极限，颠覆了分子筛水热合成的固有认知，进一步证明基于新的反应机制（1D到3D拓扑缩合）可以实现传统水热合成难以得到的三维稳定超大孔分子筛的结构构筑。

2024年3月27日，相关成果以Interchain-expanded extra-large-pore zeolites为题在线发表于Nature期刊。

ZEO-4A、ZEO-4B和ZEO-5的生成过程及结构描述

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07194-6

04

创新性开发压电响应直追无机陶瓷钛酸钡（BTO）的可生物降解有机铁电晶体

东南大学熊仁根院士、张含悦副研究员、南京大学医学院顾宁院士、美国马里兰大学帕克分校任申强教授等人合作并取得一项新进展。该研究团队发现分子晶体HOCH2(CF2)3CH2OH[2,2,3,3,4,4-六氟戊烷-1,5-二醇(HFPD)]具有较高的压电性，在无极化条件下压电系数d33约为138皮库伦/牛顿，压电电压常数g33约为2450 × 10-3伏特/牛顿，具有良好的生物细胞相容性，在生理环境中具有良好的生物降解和生物安全性。

相关研究成果Biodegradable ferroelectric molecular crystal with large piezoelectric response研究论文于2024年3月28日在Science上发表。

HFPD的晶体结构和相变

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj1946

05

揭示镍基超导体中的氧空位及相关电子结构

清华大学王亚愚教授、南京大学物理学院卢毅教授、中山大学王猛教授和中科院物理所陈震研究员利用扫描透射电子显微镜(STEM)和电子能量损失谱(EELS)技术，揭示了La3Ni2O7-δ单晶中氧原子空位的特征及其对电子结构的影响。

2024年6月5日，相关研究成果Visualization of oxygen vacancies and self-doped ligand holes in La3Ni2O7-δ研究论文在Nature上发表。

O空位的观测和统计

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07482-1

06

首次观察到引力子激发（引力子模）

南京大学物理学院杜灵杰教授团队在量子物理研究方面取得重大进展。他们利用极端条件下的偏振光散射技术在砷化镓量子阱中对分数量子霍尔效应的集体激发进行了测量，世界上首次观察到引力子激发（引力子模）——引力子在凝聚态物质中的新奇准粒子。

2024年3月27日，Nature在线发表了杜灵杰教授及其合作者的论文Evidence for chiral graviton modes in fractional quantum Hall liquids。

圆偏振光探测量子液体中的类引力子

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07201-w

07

发现星系中心黑洞影响宿主星系形成演化的重要证据

南京大学天文与空间科学学院王涛教授团队与合作者创新性地从探索近邻星系的黑洞质量与星系中原子氢气体的含量之间的关系入手，首次揭示了星系中心黑洞的质量是调制星系中原子氢气体含量的最关键的物理量：中心黑洞质量越高的星系其原子氢气体含量越低。这一发现对星系中心黑洞是否影响和如何影响星系中的冷气体含量及恒星形成提供了重要的观测证据，同时也对中心黑洞对宿主星系具体的反馈机制作出了重要限制。

相关成果以Black holes regulate cool gas accretion in massive galaxies为题于2024年8月14日在Nature上在线发表。

星系中冷气体含量与中心黑洞质量的关系示意图

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07821-2

08

清洁能源提取关键资源

南京大学能源与资源学院朱嘉教授、地球科学与工程学院陈骏院士与合作者在盐湖锂资源绿色开发领域取得重要突破。该工作通过仿生盐土植物的“选择性吸收-储存-释放”机制，成功开发界面光热盐湖提锂技术。该技术利用界面光热蒸腾效应，强化纳米通道传质并驱动高精度离子分离，实现了高选择性、低能耗、低碳排放的太阳能盐湖提锂。这一技术有望推动我国青藏盐湖锂资源的绿色开发，减少对进口锂矿的依赖，保障战略性关键金属锂的安全供给。

相关研究成果以Solar transpiration-powered lithium extraction and storage为题，于2024年9月26日发表于Science期刊。

界面光热盐湖提锂的运行机制及其器件组成

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm7034

09

全钙钛矿叠层太阳电池领域取得新突破

南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授课题组在全钙钛矿叠层太阳电池领域取得新突破。经国际第三方权威认证机构测试，面积为1.05 cm²的全钙钛矿叠层太阳电池稳态光电转换效率高达28.2%，刷新了该尺度全钙钛矿叠层太阳电池的世界纪录效率，进一步推动了全钙钛矿叠层太阳电池的产业化进程。

相关研究成果于2024年10月14日以Homogenized contact in all-perovskite tandems using tailored 2D perovskite为题，发表于Nature期刊。

宽带隙钙钛矿中界面均一化策略的提出

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08158-6

10

推动光酶领域到复杂多组分转化

南京大学化学化工学院特聘研究员黄小强团队长期致力于光酶催化研究。团队改造了焦磷酸硫胺素依赖酶，通过协同可见光催化的方式，构筑了一种三组分光生物催化体系。该工作交叉融合了生物和化学，一方面突破了天然酶通常只能催化1-2个底物的局限、赋能绿色生物制造，另一方面也为化学领域的手性精准控制难题提供了新策略。

成果以Synergistic photobiocatalysis for enantioselective triple radical sorting为题，2024年11月21日在线发表于Nature期刊。

普适性考察

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08399-5

11

低品质卤水中提取锂资源

由南京大学现代工程与应用科学学院的周豪慎教授、何平教授与功能材料与智能制造研究院的杨思勰助理教授组成的团队深入而全面地研究了已知的含锂水域及其相应的提锂技术，首次提出了“低品质卤水”这一概念，并强调其在全球锂资源可持续供应中的关键作用。团队提出了锂离子分离的驱动力与能级差理论，为未来新型锂资源提取技术的发展指明了方向。

2024年12月11日，研究成果以Lithium extraction from low-quality brines为题，在Nature期刊上发表。

萃取法和吸附法进行低品质卤水提锂的基本原理和技术路线

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08117-1

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化石大数据揭示地球早期生命演化的奥秘

南京大学地球科学与工程学院唐卿研究员和沈树忠院士等联合中外多家科研单位，通过建立早期地球化石大数据，利用超算和人工智能等分析方法首次绘制了地球从20到5亿年前，约15亿年的高精度生物多样性演化历史，揭示了地球上的早期生命是通过漫长的演化历程，经历多次大辐射和大灭绝事件后，最终演化出约5亿年前的复杂生态系统。该研究填补了关于早期地球生物多样性宏演化的空白，为阐明早期地球生命起源和演化规律、探索地外生命是否存在以及宜居地球的可持续发展提供重要的理论基础和借鉴。

2024年12月20日，研究成果在Science上以Quantifying the global biodiversity of Proterozoic eukaryotes为题发表。

早期地球高精度生物多样性曲线

论文链接：

https://doi.org/10.1126/science.adm9137

来源：南京大学
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