《2021年政府工作報告》中提出，要堅持創新驅動發展，堅持創新在我國現代化建設全域性中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐。對於高校來說，要承擔起服務高水平科技自立自強的使命擔當，把自身建設同國家戰略目標、戰略任務緊密對接，充分發揮自身優勢，為實現高水平科技自立自強作出貢獻。近3個月，來自桂林理工大學的多支研究團隊在不同領域紛紛取得重大研究進展，今天就讓我們一同來見證學校的科研實力吧！
鎂合金表面超疏水-防腐蝕研究領域
鎂合金因其獨特的效能而被認為是最有前途的工程材料之一。然而，鎂合金不易控制的高腐蝕速率限制了它的應用。
針對這一問題，桂林理工大學化學與生物工程學院溫玉清副教授課題組採用微弧氧化層作為過渡層，在鎂合金表面採用同源金屬氧化物誘導和一步原位生長法制備了鋅基金屬-有機骨架（ZIF-8）複合塗層。該複合塗層顯示出很強的疏水性和自清潔效能，在中性腐蝕性介質中的腐蝕速率顯著降低，並從原理上探討了該複合塗層的疏水保護機理。研究結果說明，ZIF-8複合塗層可以有效防止水和腐蝕性離子（Cl-）滲透到鎂合金表面，有助於提高鎂合金的疏水性和耐蝕性。
近日，相關成果以“ZIF-8-based micro-arc oxidation composite coatings enhanced the corrosion resistance and superhydrophobicity of a Mg alloy”為題發表在Journal of Magnesium and Alloys（SCI一區TOP期刊，影響因子為10.088）期刊。該期刊是全球第一本專注於鎂及鎂合金的國際學術期刊，是“中國科技期刊卓越行動計劃”金屬材料與冶金領域唯一的國家領軍國際期刊，位於全球SCI收錄的冶金與冶金工程類學術期刊第1位。
溼地遙感領域
溼地植被的高精度分類與快速監測是系統研究溼地結構與生態功能的重要基礎，併為溼地的保護與合理開發提供必要的參考資訊。近年來，深度學習中的卷積神經網路演算法（CNN）已被用於遙感領域，但如何利用CNN智慧演算法與多源遙感影像進行自然植被的高精度、高效率分類仍是一項具有挑戰性的難題。
研究流程圖
前不久，學校測繪地理資訊學院智慧計算與遙感應用實驗室青年骨幹教師付波霖首次利用新一代中國高空間解析度對地觀測衛星GF-1、GF-2與ZY-3，以及國際對地觀測衛星Sentinel-2A與Landsat 8 OLI，系統探索了遙感影像的不同空間解析度梯度和不同光譜維度組合對沼澤植被分類精度的影響，創新性地利用多源影像探究了CNN演算法在沼澤植被中的遷移學習效能，並對比論證了傳統基於畫素的CNN分類方法與融合影象分割的CNN分類方法對溼地植被邊界處的精準識別能力，該研究成果為複雜自然植被智慧識別和變化檢測提供了新的思路。
相關研究成果以“Study on transfer learning ability for classifying marsh vegetation with multi-sensor images using DeepLabV3+ and HRNet deep learning algorithms”為題發表在遙感領域國際權威期刊International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation（SCI一區TOP，2021年IF=5.933）上。
俯衝帶岩漿作用研究領域
贊岐巖是一種極為獨特和罕見岩石型別，受到國內外眾多地球科學家的廣泛關注。7月，學校地球科學學院劉希軍教授課題組與中國科學院新疆分院肖文交院士、中國地質大學（北京）許繼峰教授（桂林理工大學“八桂學者”）合作，對中亞造山帶新疆北部的贊歧巖進行了Sr–Nd–Hf–Pb多元同位素體系的研究，結果顯示這一岩漿作用是古亞洲洋初始洋脊俯衝過程引起的，發生了俯衝沉積物的部分熔融與地幔混合作用。該成果對地球科學學院“地質資源與地質工程”一流學科及博士點建設起了重要的示範作用，也反映了近年來學校在地球科學領域博士生培養質量的提升。
相關成果“Geochemistry and Sr–Nd–Hf–Pb isotope systematics of late Carboniferous sanukitoids in northern West Junggar, NW China: Implications for initiation of ridge-subduction”在地學領域國際SCI一區TOP期刊Gondwana Research（影響因子6.051）上發表。
高通量單分子熒光光譜電化學研究領域
近年發展的超分辨熒光顯微技術，讓人們能夠更精確地窺探微觀世界。這一開創性的技術，可把先前的光學顯微成像解析度提高20倍甚至更高，將顯微成像真正帶入到“奈米時代”。
超分辨熒光顯微鏡與電化學迴圈伏安結合示意圖和超分辨熒光顯微鏡與電化學工作池耦合裝置圖
6月底，學校化學與生物工程學院雷呈宏教授與美國太平洋西北國家實驗室Dr.Dehong Hu高階研究員合作，透過使用平時僅用於物理訊號處理的互相關函式法，從含有熒光發生與淬滅隨機成分的單分子熒光強度-時間軌跡中提取電化學掃描驅動的真實氧化還原事件，從而獲得了高通量的單個氧化還原分子精確的氧化和還原動力學資料，為全面精確地測量生物和化學介面的氧化還原狀態分佈、為深入研究介面電子轉移過程動力學和氧化還原反應機制開闢了新途徑。
相關成果以High Throughput Mapping of Single Molecules’Redox Potentials on Electrode為題發表在國際著名期刊美國化學會出版的Analytical Chemistry上。該刊是分析化學專業領域的頂級期刊，讀者受眾多，影響廣泛（Top1區）。
即時檢測研究領域
丁達爾效應（Tyndall effect，TE）是一種常見的發生在膠體溶液中的光散射現象：當一束光線透過此類溶液時，從垂直入射光方向可以觀察到一條因膠體顆粒對光線散射後形成的光亮“通路”。此現象因由英國物理學家約翰·丁達爾(John Tyndall，1820-1893年) 於1869年首先發現和研究而得名。但在過去的152年間，TE的高效比色訊號轉換特性及其分析應用潛力幾乎完全被科學家忽視。
基於奈米銀及其丁達爾效應的Hg2+視覺化POCT檢測原理示意圖
6月中旬，學校化學與生物工程學院張雲教授課題組和中南民族大學付海燕教授課題組合作，第一次探索了以膠體奈米銀顆粒（AgNPs）的TE作為光散射訊號用於高毒害性二價汞離子（Hg2+）超靈敏視覺化POCT檢測的分析優勢。研究結果表明，新方法的Hg2+檢測下限低至0.85 nM，比應用最廣泛的基於AgNP的表面等離子體共振原理的傳統比色策略的靈敏度提高了數千倍。
相關成果以“Tyndall-effect-enhanced supersensitive naked-eye determination of mercury (II) ions with silver nanoparticles”為題發表在化學與生物感測領域國際著名期刊Sensors and Actuators B: Chemical（SCI一區TOP，影響因子為7.10）上。
海溝沉積物Hf-Nd同位素解耦研究領域
海溝沉積物Hf、Nd同位素組成對於理解俯衝帶物質迴圈具有重要的指示意義，是地球系統科學的前沿課題之一。馬里亞納俯衝帶是太平洋板塊向西俯衝到菲律賓板塊之下形成的典型的洋-洋俯衝帶，是研究俯衝帶物質迴圈的理想區域。
馬裡亞納海溝柱狀（SY1和SY2）沉積物樣品Hf-Nd同位素解耦特徵
6月中旬，學校地球科學學院龐崇進博士與中國科學院深海科學與工程研究所、雲南大學、中國科學院地質與地球物理研究所、長安大學、浙江大學的學者合作，分析了馬裡亞納海溝“挑戰者深淵”南北兩側水深約7000米處沉積物的沉積學、礦物學和地球化學特徵，揭示了影響馬裡亞納海溝沉積物Hf-Nd同位素解耦的關鍵因素。研究結果為解釋島弧岩漿Hf-Nd同位素解耦複雜多變的特徵提供了重要依據。
相關成果以Decoupling of Hf-Nd isotopes in Challenger Deep sediments, Mariana Trench: Implications for sedimentary Hf and Nd recycling in subduction zones為題發表在地學領域國際知名期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth（自然指數收錄期刊之一）上。
地幔地球化學領域
地球的地幔存在化學不均一性，主要表現在位於太平洋和印度洋下面的地幔Pb同位素特徵存在明顯的差異，因此地球的地幔根據同位素地球化學特徵可分為太平洋型和印度洋型地幔，然而造成這種地幔同位素差異的原因全球一直存在爭議，也是國際上地球科學家們關注前沿科學熱點問題。
對此，學校地球科學學院劉希軍教授課題組首次從時間尺度上證明了地球自地殼和地幔形成後，地幔長時間保持低Th/U的地幔同位素特徵。研究成果重新定義了地幔的Pb同位素不均一性實質上是地幔Th/U同位素特徵差異，對理解地球內部的動力學機制起到了推動作用。
相關研究成果以“Long-lived low Th/U Pacific-type isotopic mantle domain: Constraints from Nd and Pb isotopes of the Paleo-Asian Ocean mantle”為題，在Nature Index SCI一區TOP期刊Earth and Planetary Science Letters上發表。
生物基感測器材料領域
柔性可穿戴感測器具有柔軟、易貼合、靈敏度高及穩定性好等優點，可以附著在待測物體的表面（如人體面板表面等），實現對人體運動和健康等的監測，在電子面板裝置、人體運動檢測和植入式醫療器件等領域擁有廣闊前景而備受關注。
柔性可穿戴感測器及彎曲迴圈耐久性試驗
6月初，學校材料科學與工程學院陸紹榮教授課題組和湖南大學蔡仁教授課題組合作，以改性劍麻纖維素微晶、石墨烯奈米片及檸檬酸等為原料，製備出一系列可用於智慧電阻彎曲感測器的快速水誘導形狀記憶和pH刺激反應複合膜。利用該複合膜製成的電阻彎曲感測器具有優異的水響應形狀記憶、自粘、彎曲靈敏度等特性，有望在電子面板、人機互動、智慧可穿戴裝置及個性化健康監測等領域有潛在的應用前景。
相關成果以Rapid water-responsive shape memory films for smart resistive bending sensors為題在國際頂級學術期刊Nano Today(該期刊是奈米科學領域權威刊物，屬於JCR一區TOP期刊，影響因子16.907)上發表。
長期以來，桂林理工大學緊密結合國家及地區發展需求，尊重科技創新工作規律及學科交叉融合發展趨勢，共同培育或引進高水平科研團隊、科技人才，注重科技成果轉移轉化、科普等工作，學校的社會服務能力和社會影響力不斷提升。未來，學校將繼續努力培養更多高素質人才，大力提升科技創新水平，著力增強社會服務能力，為建設壯美廣西、共圓復興夢想做出應有的貢獻。
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素材來源：桂林理工大學官網、光明網、人民網
