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量子霍尔反点中单个激子的局域化与量子相干调控
在固态量子器件的发展历程中,量子霍尔系统始终占据着特殊地位。它不仅提供了整数和分数电荷的准粒子,还孕育了具有非阿贝尔统计特性的任意子,以及双层量子霍尔系统中的激子凝聚态。然而,尽管这些宏观量子现象令人神往,如何在微观尺度上实现对单个量子准粒子的精确操控,一直是该领域的核心挑战。传统激子研究多集中于体相系统或量子点结构,难以兼顾局域化与量子相干性。量子霍尔反点作为一种独特的纳米结构,通过静电势约束边缘态形成闭合轨道,为单个准粒子的囚禁提供了理想平台,但其在激子研究方面的潜力尚未被充分挖掘。近日,Stony Brook大学的Rui Pu等人在《Nature Communications》上发表了一
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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基于无限制轨道角动量阶梯上升实现无谐振法布里-珀罗腔
在光学研究领域,法布里-珀罗腔(Fabry-Perot cavity)一直是不可或缺的基础元件,从激光器的发明到引力波探测,其应用遍布光学技术的各个角落。然而,传统光学谐振腔存在一个根本性矛盾:场增强与谐振线宽之间的互补关系。要想获得更强的场增强,就必须牺牲带宽,这使得谐振腔只能在离散的谐振波长处实现高效的光学反馈。这种特性严重限制了谐振腔在需要宽带操作的场景中的应用,例如稳定型光学传感器和宽带激光器。更令人困扰的是,传统谐振腔的性能对腔长变化极其敏感。微米级的长度扰动就可能导致谐振峰的显著偏移,这使得高精度光学系统在真实环境中面临巨大挑战。近年来,研究人员尝试通过空间光场调控来改变谐振腔的特
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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金属有机框架杂化等离激元超表面的自调节与自振荡行为研究
在自然界中,生命体能够通过内部反馈机制实现自主调节与适应,例如植物气孔根据湿度变化自动开合以调控水分蒸腾。然而,人工材料多数仍依赖外部刺激触发响应,缺乏类似生物系统的自主性。金属有机框架(MOF)作为一种具有高孔隙率和化学可调性的多孔材料,虽已被广泛应用于气体吸附与催化领域,但其动态响应通常需借助外部控制实现。如何赋予MOF材料类似生命体的自调节能力,成为材料科学领域的重要挑战。为解决这一问题,来自法国索邦大学等机构的研究团队在《Nature Communications》上发表论文,提出了一种基于MOF杂化等离激元超表面的自调节光学器件。该器件通过耦合ZIF-8胶体膜与金纳米天线阵列,构建了
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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双色莫尔超晶格中四极子激子与关联态的电控调控新突破
当两种二维材料以特定角度堆叠时,会形成周期性的莫尔条纹图案,这种莫尔超晶格能够显著改变材料的电子能带结构和光学性质。近年来,过渡金属硫族化合物(TMD)异质结构中的莫尔超晶格已成为研究关联物理和量子模拟的重要平台,为探索激子复合物、维格纳晶体、莫特绝缘体等新奇物态提供了理想载体。然而,传统莫尔超晶格一旦制备完成,其结构参数便难以调节,这种固有的刚性严重限制了后续对物性的调控能力。针对这一挑战,华盛顿大学圣路易斯分校的王曦团队及其合作者在《Nature Communications》上发表了最新研究成果。他们设计了一种新型的非对称WSe2/WS2/WSe2异质三层结构,将具有不同莫尔波长的R型堆
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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异向旋转转子的流体动力学自配对与活性聚合:通往仿生自组装材料的新途径
在自然界中,旋转运动无处不在——从细胞膜中旋转的蛋白质到超流体中的量子涡旋。然而,对于异质转子群体(即包含不同旋转方向的转子)的集体动力学行为,科学界仍知之甚少。传统研究多集中于同向旋转系统,而混合旋转方向群体在有限惯性条件下的行为规律仍是一片未知领域。这一认知空白限制了我们对生物系统中复杂自组装过程的理解,也阻碍了仿生自组装材料的设计开发。以往研究表明,在理想流体(无粘性)和纯粘性流体两种极限情况下,运动方程具有时间反演对称性,异向旋转转子会自发分离形成同向旋转的密集簇。但在介于两者之间的中间雷诺数区域,由于纳维-斯托克斯方程的非线性特性,系统行为可能发生质变。这一区域同时包含粘性和惯性效应
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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氨基酸耐受镍分子催化剂实现CO反应捕集高效制CO
把CO变成一氧化碳(CO)是制造航空燃料、长链醇醛的“门户反应”,但经典路线要先耗巨资把CO从烟气或空气中“捞”出来,再压缩纯化、高温再生,能量像漏斗一样流失。更尴尬的是,好不容易捕到的CO在电解液里浓度极低,催化剂“吃不饱”,副产氢气却蜂拥而出。近年来“反应捕集”(reactive capture)概念走红——让吸收液里的CO直接在阴极被转化成CO,省掉再生塔。然而理想丰满、现实骨感:传统胺溶液怕氧、碳酸盐释CO要啃掉两个质子,局部CO依旧稀薄;更糟的是,捕集液里的氨基酸会像“口香糖”一样黏住银、金催化剂,活性位点被遮得严严实实,CO选择性雪崩式下滑。于是,全球实验室都在追问:能否找到一种既
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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离子对效应增强氢醌在水相电化学二氧化碳捕集中的抗氧稳定性
随着全球气候变化问题日益严峻,开发高效、低成本的二氧化碳捕集技术成为实现碳中和目标的关键挑战。与传统热驱动碳捕集工艺相比,电化学碳捕集技术因其能耗低、可在常温下操作等优势受到广泛关注。其中,氧化还原活性有机分子(RAOMs)通过pH摆动或加合物形成机制捕获CO2,展现出巨大应用潜力。然而,这类分子在还原态时易被空气中氧气氧化,导致库伦效率下降和系统稳定性受损,成为制约其实际应用的瓶颈问题。以往研究多通过有机溶剂环境或分子结构修饰来提高抗氧性,但有机溶剂存在毒性、易燃、成本高等问题,而单纯提高氧化还原电位又会削弱CO2结合能力。近期,《Nature Communications》发表的研究团队通
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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面向损伤检测与耐受的4D打印合成筋膜:实现高刚度高韧性多功能结构新突破
在智能材料领域,4D打印技术通过赋予3D打印结构随时间变化的形变能力,为软体机器人、可展开结构和自适应光学等领域带来了革命性机遇。然而,该技术长期面临一个根本性矛盾:高弹性模量(E)的材料往往脆性大,而韧性(K)优异的材料又缺乏足够的刚度。这种"鱼与熊掌不可兼得"的困境严重限制了4D打印结构在承载场景下的应用。自然界早已给出了精妙的解决方案。人体骨骼肌中,坚硬的肌纤维被柔软的筋膜组织包裹,既保证了力量输出,又提供了损伤保护机制。受此启发,波士顿大学J. William Boley团队在《Nature Communications》发表最新研究,提出了一种仿生多材料打印策略,成功研制出兼具高刚度
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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光学磁力捕获与光子霍尔效应:实现硅纳米粒子的磁光操控新范式
在光学操控领域,过去半个世纪的研究始终围绕着电偶极矩与电场强度的相互作用展开。自1970年Ashkin开创光学镊子技术以来,公式⟨FePD⟩=α′e/4∇|E|2+α″e/2|E|2∇Φ所描述的电场所主导的梯度力与辐射压力,已成为操控微纳颗粒的黄金法则。然而,光作为电磁波的本质决定了其同时包含电场和磁场分量,尽管在高频光学波段磁化效应通常被忽略,这种"重电轻磁"的研究范式是否限制了我们对光与物质相互作用的完整认知?研究团队通过精巧的实验设计打破了这一局限。他们发现当使用方位角偏振光束紧密聚焦时,光束中心会形成独特的纵向磁场Hz分量,其强度可达横向电场的1.5倍。与此同时,硅纳米粒子在特定尺寸范
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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室温下可规模化制备具有CO2选择性埃级孔石墨烯膜用于碳捕获
随着全球气候变化问题日益严峻,碳捕获技术成为减少工业碳排放的关键途径。与传统胺洗涤法相比,膜基碳捕获技术因能耗低、操作简便而备受关注。在众多膜材料中,原子级厚度的多孔石墨烯膜因其独特的埃级孔结构,能够实现超高通量和理想选择性,被誉为碳捕获领域的革命性材料。然而,现有制备技术面临严峻挑战:高温臭氧氧化过程需要加热设备和严格安全措施,不仅增加能耗和操作复杂性,更严重制约了大规模生产应用。如何在室温条件下高效引入高密度选择性孔隙,成为推动该技术从实验室走向工业化的核心瓶颈。为解决这一难题,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究团队深入探究了臭氧与石墨烯反应的动力学限制机制。他们发现,室温氧化速率缓慢
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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基于功能超表面的高速单片光学接收器:实现空间并行光通信新突破
在当今高速发展的光通信系统中,传统的光子集成电路(PIC)虽然能够充分利用光的强度、相位和偏振等多个自由度(DOF)来实现高效数据传输,但其波导特性本质上限制了二维空间扩展能力。随着空分复用(SDM)技术的兴起,如何在有限空间内并行处理大量光信号成为亟待突破的技术瓶颈。近日,东京大学的研究团队在《Nature Communications》上发表了一项创新性研究,他们成功开发出一种集成了功能性超表面(MS)的高速单片光学接收器。这种接收器平台充分利用光的高空间并行性和超宽带宽特性,同时兼顾所有光学自由度,为下一代光通信系统提供了全新的解决方案。研究人员采用了一种巧妙的芯片集成策略:在525微米
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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连续体束缚态增强非局域超表面中光学态局域密度的近场探测
在纳米光子学领域,连续体束缚态(Bound States in the Continuum,BIC)作为一种特殊的光学模式引起了广泛关注。这类模式虽然存在于光锥内,却能够与自由空间辐射完全解耦,理论上具有无限大的品质因子(Q因子)和极强的场局域能力。这种特性使BIC成为增强光-物质相互作用的理想平台,在传感、激光器和量子光源等领域展现出巨大潜力。然而,一个关键的科学问题一直困扰着研究人员:BIC能否真正实现理论上预言的无限大的局域光学态密度(Local Density of Optical States,LDOS)增强?传统上,研究人员通过测量发光体的寿命或衰减率来间接获取LDOS信息。但对于
来源:Nature Communications
时间:2025-11-25
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急性冠状动脉综合征患者和家族性高胆固醇血症患者的冠状动脉斑块中巨噬细胞活性增强
### 家族性高胆固醇血症患者急性冠脉综合征中冠状动脉斑块的形态学特征分析家族性高胆固醇血症(Familial Hypercholesterolemia, FH)是一种常见的遗传性代谢疾病,其特点是患者从出生起就长期暴露于高水平的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),从而显著增加冠状动脉疾病(Coronary Artery Disease, CAD)的风险。FH患者的冠状动脉事件,如急性冠脉综合征(Acute Coronary Syndrome, ACS),往往发生在更年轻的人群中,且复发风险远高于非FH患者。因此,了解FH患者冠状动脉斑块的形态学特征,特别是斑块中巨噬细胞的存在及其活动状态,对于
来源:International Journal of Cardiology Cardiovascular Risk and Prevention
时间:2025-11-25
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牙膏悬浮液对口腔生物膜原位形成的影响
本研究聚焦于口腔生物膜抑制效能的对比分析,采用新型在位生物膜模型系统评估了四种含不同活性成分的牙膏对生物膜形成的影响。实验选取六名口腔专业背景的志愿者,通过佩戴含牛骨瓷试样的丙烯酸夹板进行48小时连续观察。研究创新性地采用牙膏悬浮液替代传统漱口水,有效规避了机械摩擦对实验结果的影响,为评估牙膏活性成分的生物膜抑制效果提供了新范式。在实验设计方面,研究团队构建了严谨的对照体系:基础牙膏组作为阴性对照,0.2%氯己定作为阳性对照,纯净水组作为空白对照。特别值得注意的是,研究在志愿者间进行了为期14天的适应性观察期,有效排除了个体口腔环境差异对实验结果的影响。这种双盲设计不仅符合赫尔辛基宣言伦理规范
来源:International Dental Journal
时间:2025-11-25
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通过Q/I等温线和钾释放量研究,发现澳大利亚西南部高度风化的壤土和粘土土壤中钾的稳定性较差,且缓冲能力有限
本研究聚焦于澳大利亚西澳大利亚州高岭质与黏质土壤中钾(K)的供应能力动态及其管理策略。通过21个农田采样点的系统分析,结合数量-强度(Q/I)关系模型与钾释放动力学实验,揭示了表层与深层土壤中K的吸附、释放及缓冲能力的显著差异,并提出了针对性的施肥建议。### 一、研究背景与意义钾是植物生长的关键元素,尤其在光合作用和水分调控中起核心作用。然而,全球范围内长期存在钾负平衡问题,导致土壤K储备耗竭。西澳作为重要的粮食产区,其土壤多发育于古老风化母质,天然K含量较低且缓冲能力薄弱。传统土壤检测方法(如NH4OAc浸提)难以准确评估这类土壤的K动态,需开发新型诊断工具。本研究通过Q/I关系和钾释放动
来源:Geoderma
时间:2025-11-25
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将土壤厚度和等效质量纳入考虑,以更精确地估算西藏地区的有机碳储量
青藏高原作为全球碳循环的重要节点,其土壤有机碳(SOC)储存量的精准评估对理解陆地碳动态和应对气候变化具有重要意义。然而,传统固定深度(FD)方法因忽略土壤厚度(ST)的空间异质性,导致SOC估算存在系统性偏差。研究团队通过创新性整合等效土壤质量(ESM)校正与ST空间建模技术,构建了首套基于青藏高原地形与土壤特征的深度约束型SOC评估框架,为高海拔复杂地貌区的碳核算提供了新范式。### 研究背景与核心问题青藏高原独特的地质构造与极端气候条件,使得传统FD方法面临双重挑战:其一,浅层土壤碳被过度估算,因FD方法假设土壤连续延伸至目标深度,而实际中约23.35%的采样点存在深度截断;其二,深层土
来源:Geoderma
时间:2025-11-25
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综述:糖尿病中自噬与铁死亡之间的相互作用
糖尿病作为一种多因素代谢性疾病,其病理机制涉及细胞稳态的复杂紊乱。近年来,自噬与铁依赖性细胞死亡(ferroptosis)的交互作用逐渐成为研究热点,这两大细胞生物学过程通过铁代谢、抗氧化系统、脂质氧化等共同调控糖尿病及其并发症的发展。以下从机制关联性、病理影响及治疗潜力三个层面展开分析。### 一、铁代谢调控网络中的自噬与ferroptosis铁作为细胞内第二重要的金属离子,其代谢平衡直接影响糖尿病进程。自噬通过铁蛋白(ferritin)的靶向降解调节铁稳态,其中NCOA4介导的ferritinophagy是关键机制。糖尿病高血糖环境下,NCOA4表达上调促进铁蛋白分解,释放游离铁并激活脂质
来源:General and Comparative Endocrinology
时间:2025-11-25
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CUDC-907通过抑制DNA损伤修复来抑制胶质母细胞瘤,并提高胶质母细胞瘤对替莫唑胺的敏感性
胶质母细胞瘤(GBM)作为中枢神经系统最具侵袭性的恶性肿瘤之一,其治疗长期面临化疗耐药、肿瘤复发等难题。重庆医科大学儿童医院神经外科团队通过多维度实验体系,首次系统揭示了双重抑制剂CUDC-907在GBM治疗中的协同增效机制,为突破肿瘤治疗瓶颈提供了新思路。研究采用细胞系、类器官及活体动物模型构建三级验证体系,发现该药物不仅通过抑制PI3K/AKT通路和HDAC活性发挥抗增殖作用,更通过干扰DNA损伤修复网络增强传统化疗药物敏感性,其临床转化潜力显著。在药物筛选阶段,研究团队通过对比正常脑胶质细胞系(SVG p12)与GBM细胞系(LN229、A172、T98G及患者来源的GBM1),发现CU
来源:General and Comparative Endocrinology
时间:2025-11-25
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儿童系统性红斑狼疮中受干扰的微生物生态:来自肠道微生物组和血清代谢组的证据
儿童系统性红斑狼疮(pSLE)的肠道菌群与代谢组学研究揭示了微生物失调与代谢异常在疾病发生发展中的关键作用。研究团队通过整合宏基因组学、代谢组学及临床数据分析,首次系统性地解析了pSLE患者肠道菌群的结构性改变及其与血清代谢物的相互作用机制。该研究为儿童自身免疫性疾病的早期诊断和精准干预提供了新视角。一、研究背景与意义系统性红斑狼疮(SLE)是一种以多系统受累为特征的复杂自身免疫性疾病,儿童患者(pSLE)具有更高的疾病活动度、更广泛的器官受累及更高的死亡率。传统诊断方法主要依赖血清学指标和临床表现,存在灵敏度不足、假阴性率高的问题。近年研究表明,肠道菌群通过调节宿主免疫微环境参与多种免疫性疾
来源:General and Comparative Endocrinology
时间:2025-11-25
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综述:FOXK2基因在癌症中的表达:潜在的调控机制及其临床意义
FOXK2基因在人类肿瘤中的表达模式及其临床意义的系统性研究 foxk2基因作为调控细胞命运的重要转录因子,近年来在肿瘤生物学领域受到广泛关注。本研究通过整合多组学数据和临床队列分析,首次系统性地揭示了foxk2基因在不同肿瘤类型中的表达规律及其临床预后价值,同时深入探讨了表观遗传调控机制与基因变异在肿瘤发生发展中的作用。在肿瘤表达谱分析方面,研究团队利用TCGA和GEO数据库构建了涵盖22种肿瘤类型的表达图谱。数据显示,foxk2基因在大多数实体瘤中呈现显著的上调表达特征,包括肝细胞癌(HCC)、肺鳞癌(LUSC)、食管鳞癌(ESCA)、头颈部鳞癌(HNSC)等,其表达水平较正常组织平均高出
来源:General and Comparative Endocrinology
时间:2025-11-25