编者按
“苟日新、日日新、又日新”，创新是引领发展的第一动力。华中大始终以引领科技进步为己任，在“谋创新”中“谋未来”，创造一项又一项骄人的科创成果！
金马在《21世纪罗曼史》中如是说，“以空前未有的热情，焕发青春的创新功能，激发人人独特的创新精神，使民族的、国家的创新智慧来一个总爆发！使个体的、群体的创新潜能来一个大爆发！”
“科”创未来，旨在带领大家了解华中大最新科研资讯。我们颂扬那些深耕科技兴邦国的大师们，同时也在华中科技大学这片土地上，期待一个又一个的腾飞。
网安学院鲁赵骏在NDSS发表物理对抗样本最新研究成果
对抗样本攻击是一种针对深度神经网络（DNN）的攻击方法，利用DNN固有的特性，在分类决策边缘搜索可以欺骗DNN的样本。当下大部分对抗样本攻击的研究停留在静态的数字域攻击，这与DNN在物理域的动态应用有很大的不同。例如，在交通标志识别系统中，目标检测器使用DNN网络实时地处理连续变化的视频流，并从视频流中动态地检测和识别交通标志。
日前，网安学院鲁赵骏关于物理对抗样本的最新研究成果正式被TheNetworkandDistributedSystemSecurity(NDSS)录用，并将在该会议上作汇报。
NDSS是系统与网络安全的四大顶级学术会议之一，会议主题包括互联网安全、移动无线网络安全、数据安全、密码、人工智能安全、硬件安全、软件安全、区块链安全、安全分析、物联网安全以及无人系统安全等众多领域，录用率常年保持在15%左右，具有非常高的学术影响力。
本研究由鲁赵骏、刘政林与马里兰大学屈钢教授共同指导，贾伟博士、张海春博士合作完成，研究主要聚焦于物理域下视频图像的对抗样本攻击，并且使用鲁棒的方法将攻击效果迁移到黑盒设定下。
研究者针对物理世界的目标检测网络提出了四种模式的对抗样本攻击，分别为目标攻击、非目标攻击、隐藏攻击和显现攻击，并且使用迁移性的方法在黑盒权限下成功欺骗了两辆款高端L2+智能网联汽车的交通标志识别系统，涉及国内自主品牌以及合资品牌。
物理学院付英双团队实现范德华磁性横向异质结制备
2月23日，物理学院付英双教授领导的低维物理与量子材料实验室团队以“PlanarHeterojunctionofUltrathinCrTe3andCrTe2vanderWaalsMagnet”为题在纳米材料领域重要期刊ACSNano上发表论文。物理学院硕士生李锐，博士生聂金华为本文共同第一作者，付英双教授为通讯作者，团队成员张文号副教授、南昌大学吕燕副教授参与了相关工作。该工作是团队近期发现单层CrTe2反铁磁体[NatureCommunications13,()]后的又一进展。
二维范德华层状层间耦合弱，因此可以通过机械剥离得到单层样品并堆叠构建出界面原子级平整的纵向异质结。这种人工异质结可以用于研究新奇的物理，如长寿命的层间激子、具有关联效应的摩尔超晶格等。最近单层范德华磁体的发现掀起了二维磁性的研究热潮。二维磁性领域的最新进展之一就是构建磁性隧道结。通过将两层范德华磁体机械堆叠形成异质结，范德华层间间隙可以作为内建的隧穿势垒而实现垂直隧道结，并体现出可观的隧道磁阻效应。该方向的研究为范德华磁体在自旋电子学方面的应用提供了可能。
由于机械堆叠的方法有两个缺陷：一是无法大规模制备，二是无法实现横向异质结制备。而上述两个因素是实现二维材料集成电子器件的必须要求。因此，通过材料生长的方法制备横向磁性异质结是解决上述问题的关键。横向磁性异质结的构建需要较为严苛的材料条件：一是在异质结界面处的化学键成键，保持晶格连续和界面原子级平整；二是需要具有范德华磁体的磁有序临界温度较高。迄今，实验上所发现的范德华磁体磁有序温度大多很低。
为了克服上述困难，团队选择铬-碲化合物进行横向异质结的构建。因为铬-碲化合物有多种不同组分比例的晶相，从而不同晶相的晶界面处有望实现横向异质结。更为重要的是铬-碲化合物有很强的磁性，其中1T-CrTe2在单层下是反铁磁基态，转变温度在室温以上，并随着层厚增加表现出室温铁磁性，其丰富的磁性质成为构建横向异质结的优秀候选材料。此外，另一种铬-碲化合物CrTe3是范德华绝缘体，与金属相的CrTe2在相图上临界，可以作为横向磁性隧道结的绝缘层。
图1.CrTe3和CrTe2结构和形貌图。（a）CrTe2和CrTe3原子结构示意图。（b，c）薄膜的三维立体图（b）和台阶高度示意（c）。（d-g）CrTe3STM形貌图和对应的DFT计算模拟图。（h）CrTe2的STM原子分辨。
图2.原子级平整的横向异质结和跨界面扫描隧道谱。（a，b）异质结界面的原子分辨和原子模型示意图。（c-e）跨过界面的一系列STS谱。（f）统计的穿过界面能隙变化。
团队通过分子束外延（MBE）生长的手段，经过长期的探索，精确控制衬底温度和束流比，在高定向热解石墨（HOPG）衬底上成功生长出大面积单层和双层的CrTe3薄膜。其扫描隧道原子分辨像显示出特有的条纹状周期，随偏压呈现丰富的变化图样（图1）。这些偏压依赖的原子分辨像与第一性原理计算模拟结果良好吻合。通过对CrTe3薄膜的扫描隧道谱（STS）测量可以看到其电子结构上单层能隙0.93eV，双层能隙0.82eV。并且能隙随电子掺杂和温度升高变小，这一现象满足莫特绝缘体的特征。团队通过真空退火，CrTe3中的Te部分脱附形成CrTe2和CrTe3两相共存。两相交界处形成原子级平整的横向异质结。通过测量穿越晶界的扫描隧道谱，可以看到界面处明显的能带弯曲和能隙减小且平滑过渡（图2）。这些特征显示CrTe2-CrTe3界面具备了优秀横向异质结的特征。团队发现增加退火时间会使CrTe3完全转变为CrTe2相。可以设想，通过局域图形化热处理，有望可控构建规模化CrTe2-CrTe3-CrTe2横向隧道结器件
生命学院李一伟教授在类器官方向新突破
类器官是人工器官的一种，作为疾病研究和新药开发的利器，在医学界是当之无愧的前沿研究。成功构建人工器官，可以用于损伤的组织修复和器官替代，为疾病的治疗提供新的可能。目前，全球的类器官研究面临着一个共同难题：现阶段的人工组织依然只生存在培养皿里面，如何让其和人体一样承受物理压力并行使功能是一个重大难题。要解决这一难题，亟待多学科交叉的研究方案。
我校生命科学与技术学院教授、博士生导师李一伟带领团队成功开发出的类器官智能制造和高通量生产系统，已经和黑玉星岩科学技术（北京）有限公司开始了产学合作实现科研成果转化。这项技术在近期获得了国家多所智库行研报告的肯定，有望在近期推向临床，为癌症病人提供个体化类器官构建和药物评估服务。
李一伟本科毕业于华中科技大学。留学期间他已注意到类器官研究所带来的底层突破将赋能疾病模型构建、新药研发和再生医疗等领域产生跨越性变革。年初，时逢武汉新冠疫情爆发，他意识到，如果类器官可控构建技术在国内不立马起步，将会成为我国在新时代的又一个“卡脖子”技术。他深受武汉抗疫英雄城市的精神鼓舞，于是毅然放弃了海外提供的优厚待遇，选择回到母校华中科技大学的怀抱。
年刚一回国，李一伟便带领团队开始芯片上类器官的高通量培养。芯片上对细胞和药物的操作往往都是看不见摸不着的，一点点细微的扰动甚至咳嗽一声都可能生成不同数量级的药物浓度配比，从而造成指导用药上的千差万别，而样本的稀缺性和唯一性更是要求每一次操作必须“零失误”。团队克服重重困难，经过一年多的辛勤耕耘，终于研制了稳定高效且有独立知识产权的类器官培养芯片。
在李一伟看来，类器官国产化关乎国家高端医疗自主可控迫切需求。类器官的国产研发可以把国人的组织样品和遗传信息将被把控在自己的手中，通过国产类器官的技术，进一步助力开发针对中国人的药物、疫苗。将国人“健康密码”掌握在自己手中，是生物安全新时代大背景下的基石，也是李一伟科研报国的初心。
“光电生化智能传感”医工交叉科研成果为疾病标志物的发掘与鉴定提供智能方案
疾病标志物的发现与鉴定对于疾病早期诊断、预防、治疗与预后具有重要意义。蛋白质作为生命活动的最终执行者，其状态的改变与疾病的发生与发展情况密切相关。基于化学修饰电极的生物传感器可将电极表面生物分子反应产生的信息直接转换为电信号加以输出，有望为癌症、传染性疾病、炎症等重大疾病的蛋白质标志物检测提供快速、便捷的自动化方法。然而，抗原、抗体蛋白质等生物大分子与电极界面的电荷传输机制尚不明晰，制约了这一传感技术在蛋白质类疾病标志物检测中的发展与应用。
针对这一难题，光电信息学院与同医院组建了“光电生化智能传感”医工交叉科研团队，提出了一种蛋白质检测用半导体生物传感器制备方法，利用胶体量子点等半导体纳米晶构建蛋白质分子的“电学标记”，修饰在平面三电极的工作电极表面形成全固体生物传感器，成功将抗原与抗体的特异性结合反应“一步法”转换为电信号，实现了对有关蛋白质疾病标志物的低浓度特异检测。
膀胱癌是常见的恶性肿瘤，具有发病率高、死亡率高的特点。团队利用硫化铅胶体量子点构建了膀胱癌标志物角蛋白18（CK18）抗体的电学标记，将其修饰在碳工作电极表面，研制出检测CK18抗原蛋白质半导体生物传感器，具有快速（~30s）、高灵敏（检测下限约58fgmL-1）的特点，该研究论文发表于《功能材料与器件学报》，详见
