一组科研新成果！

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为实现高水平科技自立自强

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近期，交大科研团队在多领域破解难题，取得系列科研创新成果。跟着交小童一起来看看吧⬇

内容导览

糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其病理特征包括高血糖、过量的活性氧（ROS）以及晚期糖基化终产物（AGEs）的积累，这些病理因素在伤口愈合过程中常引发持续性炎症、复发性感染以及组织再生延迟等问题。钛（Ti）合金因其高强度、耐腐蚀性和良好的生物相容性被广泛应用于硬组织修复。然而，Ti合金的生物惰性使其无法调节炎症或抵抗细菌粘附，导致在糖尿病患者中植入物的失败率较高，这一问题在经皮Ti植入物（如经皮假体和种植牙）中尤为突出。如何设计经皮Ti植入物的表面微结构，使其能够按需清除细菌，同时调节炎症微环境促进植入物表面组织整合，对于糖尿病患者来说尤为重要。

近日，西安交通大学金属材料强度全国重点实验室的研究人员在Ti种植体表面构建了由Na₂TiO₃纳米管、CeO₂纳米点及聚多巴胺（PDA）组成，具有双催化模式的复合涂层，以操纵ROS的生成和清除，从而达到抗菌和促进组织再生的目的。Na₂TiO₃和CeO₂形成的异质结及两者晶格中的氧空位（VOs）有助于电子-空穴对的分离。在NIR模式下，涂层展现出优异的光热和光动力性能，产生局部高温和大量的ROS协同高效杀菌；在非NIR模式下，CeO₂纳米点和PDA展现出类似超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的酶活性，将ROS（例如·O₂^-和H₂O₂）彻底转化为无害的O₂和H₂O，减轻微环境的氧化应激，加速M2型巨噬细胞表型的转变，促进内皮细胞和成纤维细胞的生物功能恢复及糖尿病模型中植入物周围的组织再生。

图1. 钛表面PDA@CeO₂-Na₂TiO₃涂层的制备工艺及其在糖尿病微环境中抗菌、免疫调节和促进组织整合的作用示意图

图2. (a) (b)CeO₂-Na₂TiO₃涂层形貌及元素分布   

(c) PDA@CeO₂-Na₂TiO₃涂层微观结构 

(d) NIR激发下涂层的MB降解曲线       

(e) NIR激发下涂层的光电流曲线 

(f) NIR激发下涂层的ROS产生机理      

(g)NIR激发下涂层抗菌率

(h) 涂层ROS清除效率 

(i) H₂O₂损伤3 d后巨噬细胞分型结果  

(j) H₂O₂损伤1 d后巨噬细胞ROS荧光强度 

(k) H₂O₂损伤后的内皮细胞的细胞活力检测结果  

(l) H₂O₂损伤后成纤维细胞的细胞活力检测结果  

(m) 糖尿病大鼠体内植入样品8 d后的Masson染色图像及(n) 组织整合过程机理图

这项工作提出了一种具有双催化模式的种植体表面微结构构建策略，通过操纵ROS生成和清除，实现了感染清除、炎症反应调节，促进了Ti植入物在糖尿病微环境中生物整合。

论文题目：

《一种调控活性氧以加速感染性糖尿病伤口中植入物生物整合的双重催化模式》（A Dual-catalysis Mode for ROS Regulation to Accelerate Biointegration of Implants in Infected Diabetic Wound）

发表期刊：

《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)

西安交通大学张兰教授和憨勇教授为本论文共同通讯作者，西安交通大学博士生解慧慧为本论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金委面上项目、陕西省自然科学基础研究计划项目杰出青年基金、重点基金、金属材料强度全国重点实验室开放课题的支持。

张兰教授个人主页：

https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/lan.zhang

憨勇教授个人主页：

https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/yonghan

https://doi.org/10.1002/adfm.202423015

西安交大前沿院

在单分子磁体自旋波激发研究中取得突破

在信息技术的飞速发展中，探索更快、更节能的信息存储与传输方式具有重要的科学意义。自旋波用于信息传递无需电荷参与，具有无焦耳热损耗的特点，因而基于自旋波激发和传递原理制作而成的电子设备的能耗将极大降低。基于此，能产生自旋波激发的材料备受关注。在此之前，该类材料多集中于无机块体材料，如钇铁石榴石、CoFeB合金和NiO薄膜等。

近日，西安交通大学前沿院翟沅琦助理教授（郑彦臻团队）通过精准的配位化学设计，采用氟桥联策略与多齿醇胺配体协同作用，在溶剂热条件下成功合成了一例具有独特亚铁磁基态的3d-4f异金属团簇分子——{Cr₂Dy₄}（图1）。该团簇表现出典型的单分子磁体行为，磁滞回线具有软磁的特点（矫顽场为1000 Oe）；另外，利用非弹性中子散射技术，团队探测到该体系中离散的量子化自旋波激发峰（108−352 GHz），首次证实了单分子磁体中的量子自旋波激发。这一发现不仅拓展了单分子磁体的功能边界，也为量子自旋电子学的发展提供了新的方向。

图1. {Dy₄Cr₂}的晶体结构、XPS、质谱、磁性及非弹性中子散射谱

论文题目：

《Cr-Dy单分子磁体的量子自旋波激发》（Quantum Spin Wave Excited from a Cr–Dy Single-Molecule Magnet）

发表期刊：

《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）

前沿院凌博恺博士为论文第一作者，翟沅琦助理教授、郑彦臻教授及松山湖材料实验室付振东副研究员为论文通讯作者，西安交通大学为本论文第一完成单位。该工作的中子散射实验由日本质子加速器研究综合体（J-PARC）科学家古府麻衣子（Maiko Kofu）完成，质谱测试由广东工业大学邓洁薇完成。工作得到国家自然科学基金、高等学校的学科创新引智计划资助，同时感谢西安交通大学分析测试中心的支持和帮助。

郑彦臻课题组主页：

http://gr.xjtu.edu.cn/web/zheng.yanzhen/home

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13628

六方氮化硼（hBN）是重要的超宽禁带半导体材料，具有类石墨烯层状结构和独特的光电特性，在深紫外发光器件和探测器领域具有重要的应用。早在2007年，科研人员就开展了对hBN材料激子发光特性的实验研究与理论分析，相关成果发表在Science上（Science, 2007, 317: 932-934），并通过阴极发光（CL）测试首次证明了hBN材料具有深紫外发光特性。随着研究的发展，科研人员通过光致发光（PL）技术确定了hBN材料具有复杂的缺陷发光特性，且堆叠层错是缺陷发光的最主要诱因（ACS Photonics, 2014, 1(9): 857-862.）。基于hBN材料展现出的优异紫外发光特性，近几年应用剥离单晶hBN与石墨烯材料结合，研制出了深紫外发光器件（Nature Communications, 2021, 12(1): 7134; Advanced Materials, 2022, 34(21): 2201387.）。然而，能制备出PN结型高效率半导体发光器件一直是本领域追求的目标，hBN薄膜的n/p掺杂问题(尤其是n型掺杂)一直是重大的科学和技术难题。

图1.(a)hBN薄膜和S掺杂hBN薄膜的光学照片；(b)hBN薄膜的SEM图；(c)S掺杂hBN薄膜的SEM图；(d)XRD图；(e)Raman图；(f)FTIR图

近期，西安交通大学电信学部电子学院李强团队，应用LPCVD系统在蓝宝石衬底进行大尺度hBN单晶薄膜的外延生长和掺杂研究。选用蓝宝石衬底直接外延生长大面积连续的hBN薄膜，通过超高温外延生长（~1400 °C）实现了hBN薄膜的高结晶度，随后应用S元素在hBN薄膜内进行了替位掺杂，成功突破了大面积hBN单晶薄膜的n型掺杂，S掺杂浓度达1.21%（图1）。结合Mg掺杂的p型hBN薄膜，制备了基于hBN材料体系的同质PN结，即hBN:S/hBN:Mg同质结。对构建的同质PN结进行PL测试，通过对结果的分析确定了同质结形成后，光生载流子会在内建电场作用下漂移至空间电荷区内，进而发生辐射复合发光，实现了深紫外光（261nm-300nm）的出射。hBN薄膜掺杂的突破，意味着六方氮化硼可以作为深紫外光电器件的主体材料，为后续半导体型更短波段深紫外发光器件的研制提供了一个新的研究方向。

图2.六方氮化硼同质结构与性能表征；(a) hBN:Mg/hBN:S同质结的结构; (b)能带匹配结构；

(c) 同质结的I-V曲线，插图为实物照片；(d) hBN:S薄膜和hBN:Mg/hBN:S同质结的光致发光光谱；(e)同质结的PL发光过程原理示意图。

论文题目：

Deep-UV Light-Emitting Based on the hBN:S/hBN:Mg Homojunctio

发表期刊：

《先进科学》（Advanced Science）

西安交通大学为第一通讯单位。西安交通大学博士生陈冉升和青年教师李强为共同第一作者。西安交通大学李强副教授、中科院半导体所郭亚楠研究员、英国卡迪夫大学Tao Wang教授、西安电子科技大学郝跃院士为共同通讯作者。同时，感谢西安交通大学分析测试共享中心对本工作表征方面的支持。

李强课题组一直致力于六方氮化硼材料的外延生长与深紫外光电器件的研究，近期工作在Advanced Functional Materials, ACS Applied Materials & Interfaces, Applied Surface Science、Crystal Growth & Design等最具影响力期刊上发表了一系列文章。

李强副教授主页

http://gr.xjtu.edu.cn/web/liqiang2014

http://doi.org/10.1002/advs.202414353

西安交通大学人文社会科学学院中文系助理教授雷天宇的研究聚焦美国波士顿美术馆收藏的一幅民国时期的佛教图像，深入探讨其作为中日佛教文化交流载体的独特特征：从起源及使用方式上来看，该图植根于中国明清时期的准提菩萨信仰实践体系；但图中准提菩萨的造型特征又突破了汉传佛教的既有样式，将日本佛教对于观音与准提关系的理解融入其中。

该研究采用跨学科的研究方法，整合艺术图像、宗教仪式以及历史文献，首次系统展示了准提信仰的跨区域传播互动机制。其创新之处在于利用多种新发现的民间材料构建新的史料链，并通过对图像符号进行细致的比较分析，精准锚定图像叙事中隐藏的文化转译节点，确立宗教艺术嬗变过程中“在地化生成”与“超域界流动”的辩证关系。这是在文明互鉴的视域下，对中日佛教文化交流进行的新探索。

论文题目：

《准提与准胝：波士顿美术馆藏准提咒图研究》（Zhunti and Juntei: a Study of the Zhunti Mantra Sheet at the Museum of Fine Arts in Boston）

发表期刊：

Material Religion

西安交通大学人文社会科学学院为论文唯一通讯单位，雷天宇助理教授为论文唯一作者。

https://doi.org/10.1080/17432200.2025.2464364