勇攀科学高峰
南开人从未停歇
近期，南开重磅科研成果持续“上新”
展现出强劲的科研力量
下面，请跟随小编的步伐
一起来了解这些智慧成果吧
研获高效电解水制氢催化剂
电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学费德里科卡列—瓦列霍（FedericoCalle-Valle－jo）教授团队，在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。该联合团队利用钌纳米颗粒与氮化钛载体相互作用，构筑了碱性条件高活性析氢催化剂，能够在每平方米5万安培的大电流密度下稳定运行超过1000小时，满足了阴离子交换膜电解水制氢技术商业化应用的需求。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。
RuNPs/TiN的合成示意图
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在环氧丙烷工业生产领域获突破
化学学院李兰冬教授团队设计构筑了含骨架五配位开放钛位点的*BEA分子筛催化体系（Ti-Beta），应用于丙烯氧气直接环氧化反应中，可同时获得17%的丙烯转化率和85%~90%的环氧丙烷选择性，与当前工业上乙烯直接氧气环氧化反应水平相当。这一独特反应机理为选择催化氧化过程的理解与催化剂的理性设计提供了全新的思路。此突破性成果有望推动环氧丙烷工业生产技术的革新。该研究成果刊登在《国家科学评论》（National Science Review）上。
Ti-Beta催化丙烯氧气直接环氧化反应路径与能量
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首次实现西西弗斯泵浦下的光涡旋阶梯
物理科学学院陈志刚教授、许京军教授课题组在光子石墨烯的研究中取得了重要进展。他们首次提出并演示了一种“光学涡旋阶梯”（Optical Vortex Ladder）的概念，通过西西弗斯泵浦（Sisyphus pumping）赝自旋模式，能够逐步生成任意轨道角动量的涡旋光束。这一成果在拓扑光子学、量子通信、量子计算等领域具有十分可观的应用前景。相关研究成果发表在国际权威学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。
光学涡旋阶梯及光子石墨烯晶格中的赝自旋西西弗斯泵浦示意图
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提出全新神经组合优化框架
现代物流研究中心肖建华教授团队通过构建一种基于构造模型和改进模型的协作框架——神经协同搜索（NCS），强化学习和共享评论员机制，协同训练两个模型，并成功将其应用于求解物流领域经典的取送货问题（PDP）。同时，论文也提出了神经邻域搜索（N2S），利用马尔可夫决策过程和解码器，删除和重新插入一对取送货节点，有效地处理PDP先取后送的约束。此外，通过PDP经典测试集，验证了算法的通用性及高效性，并在复杂约束PDP问题上超越了著名LKH3路径求解器。研究成果在人工智能领域国际顶级期刊《IEEE模式分析与机器智能汇刊》（IEEE TPAMI）上发表。
图1：神经协同搜索（NCS）框架图
图2：神经邻域搜索（N2S）策略网络图
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在受激声子极化激元和太赫兹
非线性光学领域获突破
物理科学学院吴强教授、卢瑶副教授、许京军教授课题组，在受激声子极化激元的研究中取得了重要进展。团队利用离子晶体中太赫兹波与晶格振动强耦合的特点，激发受激声子极化激元非线性，实现了太赫兹巨克尔效应。该成果为未来太赫兹光通信、光计算、太赫兹光芯片等提供了新助力。该研究成果发表在国际知名学术期刊《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）。
单模微腔中克尔效应引起的频率移动：(a)微腔中受激声子极化激元概念示意图。(b)不同激发功率下微腔中的频谱。(c)微腔共振频率与太赫兹波电场峰值的对应关系。
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在食品营养与健康领域取得重要进展
医学院、公共卫生与健康研究院王硕教授团队在食品营养与健康领域取得重要进展。该团队成功开发一种集成机器学习算法的智能肠道芯片，用于快速筛选能有效缓解炎症性肠病的益生菌。本研究结合器官芯片和机器学习，为益生菌与益生元的鉴定提供一个全新的体外评估平台。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）上。
用于益生菌筛选的芯片上的智能肠道平台示意图
分析来自肠芯片和用于益生菌筛选的分数分析仪的多模型数据特征的机器学习算法
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在重夸克物理与重整化群理论
研究领域获得进展
物理科学学院王玉明教授团队与合作者展开密切合作，创新性地将重夸克有效理论与背景场方法结合起来，率先在国际上构建了三粒子B介子广义分布振幅的重整化群方程，并利用拉普拉斯变换技术构建了该演化方程的严格解，开启了多维度探索重味强子束缚态体系的内禀结构的新篇章。 同时，研究团队还发现广义B介子分布振幅的重整化群方程呈现出有别于传统光锥分布振幅的Lange-Neubert 演化方程的“奇特”结构，打破了强子光锥分布振幅出现的部分子动量必须大于零的理论限制。相关研究成果发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。
RuNPs/TiN的合成示意图
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南开人在科研道路上深耕不辍
以非凡智慧，铸就创新高度
让我们汲取满满能量
在追梦的道路上
继续开拓进取，勇毅前行
NANKAI UNIVERSITY
往期回顾：
来源：南开大学融媒体中心
整理：张艺曼 丛敏
文中成果以报道时间为序
编辑：朱昱铃 郭威
尾图：林政瑶
审核：吴军辉 丛敏
