东北师范大学化学学院（聚焦全球危机）

创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族难以屹立于世界先进民族之林。在东北师范大学的校园内，有这样一群人，他们长期扎根科研一线，为创新并丰富全人类都能受益的知识宝库而努力奋斗。今年以来，他们在各自领域的研究终于结成累累硕果，多个研究领域科研进展捷报频传，今天，让我们一起来领略东北师范大学的“硬核”科研实力——

1.宽谱响应型量子点光伏器件研究领域

面向能源的光电转换材料与器件研究是解决全球能源危机和环境污染难题的重要手段，更是落实十九大关于“美丽中国”部署的战略途径之一。

今年4月，在“面向能源的光电转换材料”重大研究计划集成项目“高效光电转换无机半导体微纳材料与器件的关键科学问题研究”中，东北师范大学刘益春教授和张昕彤教授团队与日本东京大学H.Segawa教授合作，通过PbS量子点表面配体工程，构建n/p量子结型太阳能电池，获得了10.5%的光电转换效率。这是迄今为止量子结型PbS太阳能电池报道的最高效率。

在重大研究计划集成项目支持下，该团队已在ACS Energy Letters、Advanced Science、Applied Physics Letters等学术期刊发表SCI检索论文20余篇，申请/授权专利10余项，三名研究生获校优秀毕业论文，研究成果多次受到“ScienceDaily”、“研之成理”、“知光谷”等学术媒体和微信公众号重点关注。

2.共价有机骨架薄膜材料领域

近年来，质子交换膜燃料电池在航空航天﹑轨道交通和新能源汽车等领域有着广泛的应用。作为燃料电池的核心部件，新型质子交换膜的开发成为当下研究热点。共价有机骨架（COF）材料是一类新型的有机多孔晶体材料，由于其具有规则的孔道和明确的化学结构，在质子传导领域引起了广泛的关注。然而，COF多为不溶和难加工的粉末，限制其在质子交换膜燃料电池中的应用。

针对以上问题，东北师范大学化学学院张宁教授、朱广山教授团队提出了表面引发聚合的方法制备了超薄的自支持COF薄膜。该研究首次采用表面引发聚合的策略，可控制备了超薄的自支持COF薄膜用于高效质子传导。该成果以“Surface-Mediated Construction of Ultrathin Free-standing Covalent Organic Framework Membrane for Efficient Proton Conduction”（表面调控法构筑超薄自支持共价有机骨架薄膜用于高效质子传导）为题，在国际知名期刊《德国应用化学》Angewandte Chemie International Edition（影响因子：12.96）上发表。

3.糖生物学研究领域

Gal-3是糖复合物发挥生物功能的配体/受体蛋白质分子，已知一个Gal-3分子只有一个糖结合位点，但能实现多价性和糖分子结合，这种现象一直不能被阐释，影响阐述糖复合物的功能、构效关系及其应用。

聚糖诱导Gal-3寡聚化的机制模型

今年5月，东北师范大学生命科学学院周义发、台桂花教授课题组在糖复合物与蛋白质相互作用方面的研究取得突破性进展，研究成果“Galectin-3 N-terminal tail prolines modulate cell activity and glycan-mediated oligomerization/ phase separation”(“半乳凝素-3分子N-端脯氨酸调节细胞活性以及聚糖诱导的寡聚化/相变”）发表在国际著名刊物《PNAS, 美国科学院院报》上。

糖生物学团队近5年来，先后在Cell Rep.(细胞学报), Autophagy(自噬), J. Biol. Chem.(生物化学杂志), Carbohyd. Polym.(碳水化合物聚合物)等国际高水平刊物上发表研究论文20余篇；转让3项专利于企业生产；获批“糖复合物教育部工程研究中心”研究基地；承担国家和省部级以及企业委托100万元以上项目10项。

4.细胞代谢调控机制领域

肠道是人体一个特殊的器官，兼有消化吸收和免疫防御功能，其免疫稳态的维持对于人体健康非常重要。iTreg细胞是一类在肠道免疫稳态维持中发挥重要作用的免疫抑制性细胞，其分化依赖于脂肪酸氧化代谢途径。当iTreg细胞功能存在缺陷或分化不足时，人体即表现出频发的非感染性肠道炎症，而适当增加膳食纤维的摄入可有效缓解该病的进程。

丁酸促进iTreg细胞分化的新机制

东北师范大学生命科学学院魏民教授和冯云鹏副教授研究团队在细胞代谢调控机制方面的研究中首次提出了“丁酸/丁酰辅酶A/CPT1A调节轴”促进iTreg细胞分化维持肠道免疫稳态的新机制，从细胞代谢维度揭示了代谢中间产物丁酸可以作为“调节者”参与细胞命运的调控，为饮食结构与人体健康的关系提供了新理解。相关研究成果以“Butyrate enhances CPT1A activity to promote fatty acid oxidation and iTreg differentiation”(丁酸通过上调CPT1A活性促进脂肪酸氧化和iTreg细胞分化) 为题，于2021年6月1日发表于国际著名期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

5.三苯甲基碳正离子型路易斯酸催化多孔材料研究领域

三苯甲基碳正离子盐已经作为路易斯酸催化剂和氧化剂在有机合成中使用多年。但由于其价格较贵和回收困难，其应用一直受到限制。7月，针对此问题，东北师范大学化学学院卞证教授和朱广山教授等以三联苯甲醇和氯仿为底物，通过Friedel-Crafts烷基化反应合成了基于三苯甲醇的多孔芳香骨架PAF-200，并在四氟硼酸作用下，获得主要基于三苯甲基碳正离子的多孔芳香骨架PAF-201(图1)，期望其具有小分子碳正离子性质且易回收使用。

该成果以“Highly efficient Lewis acid catalytic activity of the tritylium ion at the node of a tensile organic framework”（处于带有张力有机框架节点三苯甲基碳正离子的高效路易斯酸催化活性）为题，在国际知名期刊Chemical Science（影响因子9.825）上发表。

6.砜基亚砜高活性中间体研究领域

高反应性有机分子的发现是推动有机合成化学发展的重要方式，然而离析并确证这些分子的结构和性质是一个难题。

9月，《自然•通讯》在线报道东北师范大学化学学院毕锡和课题组最新研究成果“Synthetic exploration of sulfinyl radicals using sulfinylsulfones”（https://www.nature.com/articles/s41467-021-25593-5），阐明了砜基亚砜这一高活性中间体的结构特征和反应性能，是课题组集体攻关的又一重要进展。青年教师王自坤、博士生张展菘为共同第一作者，毕锡和教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金（21871043、21961130376）、吉林省科技厅（20180101185JC、20190701012GH、20200801065GH）和中央高校基本科研基金（2412019ZD001、2412019FZ006）项目资助。

7.非接触式生理指标检测领域

心率、呼吸率、心率变异性、血压、血氧饱和度等作为与心血管疾病相关的生理指标，是心血管疾病预防及临床诊断的重要指标。东北师范大学物理学院应用物理专业梁士利老师团队力求采用普通摄像头的非接触检测方式，基于光学iPPG原理提出了一种可以抑制环境光变化干扰和运动伪影影响的非接触心率检测方法，达到对心率等生理指标检测，其中心率检测误差小于±2bpm（国家心电监护仪误差范围小于±5bpm），此成果对于日常健康监护、辅助医疗等方面具有很好的应用前景和实用价值。

其研究结果“A New Framework for Robust Heart Rate Measurement Based on the Head Motion State Estimation”发表在IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics，该期刊是中科院2020年医学信息1区排名第二期刊，工程技术2区TOP期刊，IF=5.772，主要聚焦于交叉学科和生物医学与健康应用。

近年来，东北师范大学在平台建设、科研项目、研究成果和重大科研奖项等方面均获得了长足发展，科学研究综合水平和影响力显著增强。半个多世纪以来，学校形成了以历史学、马克思主义理论、教育学、外国语言文学、生物学、生态学等优势学科领域。细胞生物学、生态学、概率论与数理统计、无机化学、无机非金属材料、思想政治教育、教师教育、农村教育、东亚史学、世界上古和中古史专业已处于国内领先、国际上有影响的地位。未来，东北师范大学将继续以科学研究为强校之本，不断推动科学研究向高水平、有特色方向发展。

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素材来源：东北师范大学官网、东北师范大学化学学院官网、东北师范大学物理学院官网