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陈晓亚院士介绍,不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同,辅酶Q10的侧链由10个异戊二烯单元(C50)组成,而水稻等谷物以及一些蔬菜和水果主要合成辅酶Q9,侧链含有9个异戊二烯单元(C45)。为什么不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同,其分子机制一直不明。得益于上海辰山植物园丰富的植物资源,团队采集了包括苔藓、石松、蕨类、裸子植物和被子植物在内的共67个科134种植物样品。通过检测各物种辅酶Q类型及系统分布特征,发现辅酶Q10是被子植物的祖先性状,多数植物仍然合成辅酶Q10,而禾本科、菊科和葫芦科植物等主要合成辅酶Q9。
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实现这一设想,需要分子具备严格且复杂的物理化学性质,无法依靠传统的理论和经验进行设计。团队利用AI结合化学信息学将分子结构和性质数字化,通过引入有机化学、电化学、材料工程技术方面的大量关联性质构建数据库,利用非监督机器学习进行分子推荐和预测,成功获得了从未被报道的锂离子载体分子——三氟甲基亚磺酸锂(CF3SO2Li)。团队验证发现,该合成分子具备各种严苛的性能要求,成本低易合成,具有良好兼容性,并成功在软包、圆柱、方壳和纤维状锂离子电池器件上实现应用。
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