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发布日期:2020年10月15日
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中国科大两团队科研成果登同期《科学》杂志

本报讯 10月9日,中国科大赵忠教授团队和季恒星教授团队的两项科研成果同时在国际顶尖杂志《科学》上刊发。

植物干细胞如何免疫病毒

中国科大生命科学学院赵忠教授团队通过发育生物学和植物病毒学交叉研究,找到植物干细胞免疫病毒的关键因子—WUSCHEL(WUS)蛋白,揭示植物干细胞的广谱抗病毒机制。

植物干细胞广谱抗病毒机制示意图。       美术设计:马子颂 梁琰

目前,植物病毒病害已成为农业生产中的第二大病害,植物一旦染上病毒将带来毁灭性的后果。尽管国内外研究人员已经进行大量研究,但对植物干细胞存在广谱抗病毒能力的原因仍不清楚。已知的植物病毒就有1000多种,现有抗病毒手段只能针对少数的病毒。“茎尖脱毒”是少有的可应用于大多数植物、清除体内病毒的最有效的生物技术,但其深层机理一直未被揭示。

干细胞抗病毒蛋白广谱抗病毒示意图。    美术设计:武海军等

赵忠团队另辟蹊径,以传统茎尖脱毒技术为灵感,经8年研究,发现WUS是一个存在于植物干细胞中的关键抗病毒蛋白。

同时研究人员还检查了多种病毒,并证实WUS蛋白均可以抑制这些病毒对植物细胞的感染,说明WUS蛋白介导的干细胞病毒免疫具有广谱性。

快充锂离子电池研究新突破

我校化学与材料科学学院季恒星教授研究组与合作者在新型锂离子电池电极材料研究方面取得的重大突破是,全新设计的黑磷复合材料使兼具高容量、快速充电且长寿命的锂离子电池成为可能。

电动汽车愈发受到市场青睐,但漫长的充电时间是个难题。传统燃油汽车仅需五分钟即可满油增程500公里,而目前市售最先进的电动汽车则需要“坐等”充电一小时才能达到同样增程效果。发展具有快速充电能力的大容量锂离子电池一直是该行业的重要目标。

通过碳磷共价键连接在一起的黑磷复合材料具备更加稳定的结构和更高的锂离子传输能力。美术设计: 石千惠 董逸涵 梁琰

电极材料是决定电池性能指标的关键因素之一。论文第一作者、合肥微尺度物质科学国家研究中心博士研究生金洪昌介绍,能量通过锂离子与电极材料的化学反应进出电池,因此电极材料对锂离子的传导能力是决定充电速度的关键;另一方面,单位质量或体积的电极材料容纳锂离子的多少也是重要因素。


美术设计:董逸涵 石千惠 梁琰

“我们采用常规的工艺路线和技术参数将黑磷复合材料做成电极片。实验室的测量结果表明,电极片充电9分钟即可恢复约80%的电量,2000次循环后仍可保持90%的容量。”共同第一作者、中科院化学研究所研究员辛森介绍,如果能实现这款材料大规模生产,找到匹配的正极材料及其他辅助材料,并针对电芯结构、热管理和析锂防护等进行优化设计,将有望获得能量密度达350瓦时/千克并具备快充能力的锂离子电池,使电动汽车的用户体验上升一个台阶。 (王海涵 范琼)