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生物分子的自组装为构建具有生物相容性的纳米材料提供了可靠的途径。通过改变多肽链的氨基酸序列,可以制造具有不同形貌、不同功能的分子聚集体。2014年,W.DeGrado等人利用7肽链制备了淀粉状纤维结构的自组装聚集体,实现模仿碳酸酐酶有效催化二氧化碳的可逆水合反应。之后陆续又有利用类似分子机器进行催化氧化等相关的研究报道。尽管实验研究上取得了一些进展,但多肽链自组装的机理、聚集体的结构、影响催化活性的因素等诸多问题仍待解决。

我校电子科学与工程学院徐永兵教授应邀在国际工程技术与材料科学领域顶尖学术期刊《Progress
in Materials Science》上发表题为 “Hybrid spintronic materials: Growth,
structure and properties” 的长篇特邀综述论文[Progress in Materials
Science 99 27-105。

各有关单位和个人:

最近,南京大学匡亚明学院、脑科学研究院董昊教授课题组和王炜教授课题组与上海科技大学陆珺霞教授课题组合作,针对不同的多肽链,采用多尺度模拟的手段并结合实验表征,系统研究了分子聚集体的形貌与微观结构、影响结构的热力学与动力学因素及催化性能的调控机制,初步揭示了氨基酸序列、自组装结构与活性功能之间的复杂关系。

该论文总结并展望了自旋电子学从第一代GMR到MRAM到将来SFET的发展历程。本文着重结合徐永兵教授团队多年来的研究成果,论述了自旋电子材料及器件的生长、结构性能表征及器件的应用。自旋电子学的发展与应用,预示着未来以调控自旋为基础的新时代将取代调控电荷的时代,未来将引发数据存储与处理技术的革命。例如磁随机存储器MRAM具有存储数据非易失性、寿命长、低功耗、抗辐射等诸多优点,在工业自动化、嵌入式计算、网络和数据存储、汽车和航空航天等重要的民生、国防领域具有巨大的应用价值,原则上可以取代各类存储器的应用,成为未来的通用存储器。同时,该论文也指出了自旋电子学未来的发展方向,特别是可用于信息存储及处理一体化的自旋芯片的新材料及新技术。

2019年国家公派出国留学选拔工作已经开始,2019年国家留学基金计划选派各类国家公派留学人员32300名。我校鼓励和支持广大教师、学生积极申报各类国家公派出国留学项目,以提高我校学术水平、教学科研能力和管理水平,提升师资队伍核心竞争力,促进学生国际交流与合作。

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请各位准备申报的师生认真阅读《2019年国家留学基金资助出国留学人员选拔简章》(

图1. 不同序列多肽形成的聚集体结构

Fig. 1. Evolution of electronic technology.

现将我校“2019年国家公派高级研究学者、访问学者、博士后项目”选派工作有关事宜通知如下。

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Progress in Materials
Science是国际工程技术、材料科学、材料物理和化学领域的顶尖权威综述性学术期刊,在材料科学与工程领域具有重要影响。徐永兵教授为该论文的通讯作者,第一作者为南京大学-约克大学自旋电子学国际联合中心刘文卿教授。该工作得到了973国家重大研发计划量子调控项目、国家重大科研仪器研制项目等基金项目的资助。

一、选派计划、选派类别及留学期限

图2. 不同序列多肽的催化机理及反应势能面

(电子科学与工程学院 科学技术处)

1.选派计划:2019年国家留学基金委计划选派高级研究学者、访问学者及博士后共计3500人。

研究发现,两亲的多肽链在溶剂中通过氢键和范德华力及疏水作用,自发形成类似磷脂双分子层的有序结构。改变多肽链的氨基酸序列可以显著改变聚集体的形貌。相邻的多肽链形成的β片结构会呈现平行或反平行的不同排列,整体的纤维结构也会呈现不同程度的扭曲。通过比较体系氢键数量、扭转角度、溶液可接触面积等特征参数发现,相比于“平整”结构,“扭曲”结构能够更好的兼顾“刚性”与“柔性”。这种动态平衡既充分保证自组装结构的稳定性,同时又使得催化所需的金属离子结合在自组装结构表面形成的反应活性中心时能够形成最优的配位结构,从而高效的实现催化功能。高精度量子力学计算得到的反应路径表明,“扭曲”结构经历的反应能垒低于“平整”结构的值,说明结构的微观差异是影响催化反应的重要因素。通过对四百余个碳酸酐酶晶体结构的分析发现,天然酶的活性中心具有类似的“扭曲”结构,进一步说明对于天然酶活性中心微环境的模仿是提高仿酶活性的关键参数。因此,该研究从原子层面理解了多肽自组装体的结构与机制,将特殊的微观结构与宏观性质联系起来,为设计具有更高催化活性及更广泛催化能力的功能性生物材料提供了理论指导和依据。理论计算提出的结构模型得到了固体核磁等多种实验表征手段的验证,充分说明多尺度模拟手段研究复杂体系具有较好的准确性和预测性。此外,该工作对脑科学相关的脑疾病机理研究具有基础性作用。

2.选派类别及留学期限

近日,该成果以“Principles governing catalytic activity of self-assembled
short peptides”为题在Journal of the American Chemical
Society上在线发表(

高级研究学者:3-6个月。

该研究得到科技部、基金委和江苏省科技厅基金项目、“江苏特聘教授”和“南京大学登峰人才计划”以及南京大学脑科学研究院资助。

访问学者:3-12个月。

(匡亚明学院 科学技术处)

博士后:6-24个月。

二、优先资助学科、专业领域

支持各学科领域围绕国家战略选派,重点资助应用基础研究、国家重大科技项目、关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新等领域。

三、申请条件

1.拥护中国共产党的领导和中国特色社会主义道路,热爱祖国,具有良好的思想品德和政治素质,无违法违纪记录。

2.德才兼备,业务精良,具有良好专业基础和发展潜力,具有服务国家服务人民的社会责任感和端正的世界观、人生观、价值观。

3.具有中华人民共和国国籍,不具有国外永久居留权。申请时应为我校正式工作人员。

4.身体健康,心理健康。

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