納米顆粒廣泛用于物理、生物、醫學、催化和化妝品等領域，顆粒尺寸劇烈影響著其物理、化學等性質。近日，同濟大學物理科學與工程學院王占山教授、程鑫彬教授和施宇智教授團隊提出了一種基于環形極子響應的介電超表面近場光鑷，實現了超高精度的納米顆粒分選。相關研究成果以“1 nm-Resolution Sorting of Sub-10 nm Nanoparticles Using a Dielectric metasurface with Toroidal Responses”為題發表于Small Science期刊，并入選封面（Front Cover）。

研究實現亞10nm聚苯乙烯顆粒的1nm分選精度。同時，可實現3納米精度的亞20納米外泌體分離，實現中等尺寸金屬顆粒的準確挑選以及金顆粒的快速分選和運輸。該成果對于分選細小生物顆粒如細菌、病毒、外泌體等，具有重要意義，有利于疾病診斷、藥物開發、精準醫療等領域的發展。

近日，團隊在《光學和光子學的進展》（Advances in Optics and Photonics）上在線發表題為“Advances in light transverse momenta and optical lateral forces”的特邀綜述，首次系統地對光橫向動量和橫向力進行了總結。王占山教授和程鑫彬教授聯合新加坡國立大學仇成偉教授提出了一種在可見光波段實現高效率奇異點的通用策略，以“Scattering exceptional point in the visible”為題發表在《光：科學與應用》（Light: Science & Applications）期刊上。

有機分子在自組裝結構中的取向直接影響有機材料的性能。在單分子尺度上精確識別和控制有機分子的取向對于理解自組裝機理并發展先進有機功能材料具有重要意義。近日，同濟大學材料科學與工程學院許維教授團隊研究成果以“Revealing the Orientation Selectivity of Tetrapyridyl-Substituted Porphyrins Constrained in Molecu lar‘Klotski Puzzles’”為題，在線發表于《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）。

該成果研究了分子間相互作用對卟啉分子的取向選擇性的影響，并結合密度泛函理論（DFT）計算進一步揭示了分子取向轉變的機理。

體細胞核移植技術在生物學和再生醫學領域具有廣闊的應用價值。近日，同濟大學生命科學與技術學院高紹榮教授課題組在《國家科學評論》（National Science Review）上在線發表了題為“Inhibition of Wnt activity improves peri-implantation development of somatic cell nuclear transfer embryos”的研究論文。

該研究發現了導致圍著床期克隆胚胎發育失敗的表觀遺傳障礙：Wnt通路的異常激活。更重要的是，通過在培養液中添加Wnt通路抑制劑對Wnt信號通路進行干預抑制（Wnti），可以顯著提高克隆胚胎圍著床期的發育能力并大幅提高克隆小鼠的出生率。

以3D打印為代表的增材制造技術，正在被廣泛用于設計與制造各類幾何形狀復雜的多功能結構。近日，同濟大學航空航天與力學學院李巖教授、楊偉東研究員課題組研究成果“Process-dependent Multiscale Modeling for 3D Printing of Continuous Fiber-reinforced Composites”在線發表于《增材制造》（Additive Manufacturing）。

該研究提出了采用激光加熱方式優化連續纖維增強復合材料3D打印過程中三維時變熱場的策略，建立了連續纖維增強復合材料3D打印過程的溫度-浸漬度-強度（“三度”）增材制造多尺度模型，揭示了3D打印過程中局部溫度歷史信息對復合材料軸向強度的影響規律，實現了3D打印連續纖維增強復合材料的軸向強度的提升，為減少復合材料增材制造結構的制造缺陷、提升其力學性能提供了有效方法。

車載供氫系統是燃料電池汽車的關鍵部件之一，對燃料電池汽車的續駛里程和安全性起到至關重要的作用。近日，同濟大學汽車學院呂洪/張存滿教授團隊與上海汽車集團股份有限公司商用車技術中心共同完成的研究成果以“Temporal and spatial evolution of hydrogen leakage and diffusion from tube fittings on fuel cell vehicles under the effect of ambient wind”為題在Renewable and sustainable energy review上在線發表。

該研究開發了一套氫安全測試裝置，具備流量/壓力可調節的氫氣泄漏模擬功能以及氫氣濃度檢測功能；針對震動導致的車載供氫系統中典型的管閥連接件松動場景，測定了不同壓力、擰緊角度和扭矩下的氫氣泄漏速率，并對典型供氫管路壓力下的氫氣泄漏和擴散仿真模型進行了準確性驗證，并實現氫氣泄漏的三維可視化，對氫濃度傳感器的布置以及燃料電池整車氫安全設計和評估具有重要意義。

自旋轉矩納米振蕩器（STNO）是一種具有應用潛力的微波源自旋電子器件。然而，目前它所產生的微波信號仍然受到發射功率低和頻譜線寬大等不利因素制約。近日，同濟大學物理科學與工程學院劉要穩教授團隊在《應用物理快報》（Applied Physics Letters）上在線發表了題為“Binary frequency shift keying modulation in spin torque oscillators with synthetic antiferromagnetic layer”的文章，同濟首屆“強基計劃”本科生、國豪書院應用物理專業王亦悅為論文第一作者。

該研究通過構建人工反鐵磁材料結構（SAF）替代傳統的單層鐵磁層作為STNO中的自由層，并采用電流(STT效應)和電場（VCMA效應）協同調控的設計思路；理論上采用旋轉坐標系的分析技巧，結合微磁學仿真技術，建立了如何實現高頻和穩定的自旋波信號激發的理論框架，設計了二進制等輻調頻（FSK）微波信號的可行性方案。