• 校准版 GEM-Hydro 模型揭示五大湖地区水文奥秘，助力水资源精准管理

  在地球的淡水版图中，五大湖地区占据着举足轻重的地位，它是全球最大的地表淡水系统，宛如一颗璀璨的明珠，滋养着美加两国约 3700 万人口。然而，在气候变化的大背景下，这片水域的水资源管理面临着严峻挑战。要想实现科学合理的水资源调配，精准掌握该地区的水文变化规律至关重要。但目前，相关研究存在诸多难题。一方面，现有的水文观测数据在时空分布上极为稀疏，难以全面反映区域内的水文状况；另一方面，以往基于物理的分布式水文模型研究，或多或少存在时间跨度短、分辨率低、模型未校准或数据未共享等问题，无法满足长期水文评估、驱动或校准路由模型等实际需求 。为了突破这些困境，加拿大环境与气候变化部（Environmen

  来源：Scientific Data

  时间：2025-01-23

• 四倍体中国樱桃(Prunus pseudocerasus)染色体水平基因组组装揭示其抗病与多倍体进化特征

  中国樱桃作为蔷薇科李属的重要经济作物，兼具食用与药用价值，其品种“对樱”更因卓越的抗冠瘿病和叶斑病特性成为甜樱桃砧木改良的珍贵资源。然而，多倍体基因组的复杂性使得该物种长期缺乏高质量参考基因组，严重阻碍了其抗病机制研究和分子育种进程。传统研究依赖二倍体甜樱桃基因组数据，难以揭示四倍体中国樱桃特有的基因组特征。北京市农林科学院植物保护研究所联合林业果树研究所的科研团队在《Scientific Data》发表最新成果，首次完成“对樱”染色体水平基因组组装，为蔷薇科多倍体进化与抗病基因挖掘提供了突破性工具。研究采用PacBio HiFi长读长测序（39.21 Gb数据，N50 15.53 kb）、B

  来源：Scientific Data

  时间：2025-01-23

• 更新的巴塔鳅（Barbatula barbatula）参考基因组：助力物种保护遗传学研究

  在欧洲的溪流中，生活着一种貌不惊人却意义非凡的小鱼 —— 巴塔鳅（Barbatula barbatula）。它广泛分布于欧洲各地，喜欢栖息在溪流上游多石的区域，以小型无脊椎动物为食。别看它个头不大，在生态系统中却扮演着重要角色。然而，由于溪流网络的复杂性以及人类活动的影响，巴塔鳅的种群面临着诸多挑战。不同区域的巴塔鳅种群之间交流困难，部分种群甚至出现了遗传隔离现象。这使得了解它们的遗传多样性变得尤为重要，因为这能为保护工作提供关键信息。在此之前，虽然已有巴塔鳅的基因组组装数据，但存在缺失基因比例较高等问题，严重阻碍了对该物种的深入研究。为了填补这些知识空白，来自匈牙利德布勒森大学（Univer

  来源：Scientific Data

  时间：2025-01-23

• Integrated cancer cell-specific single-cell RNA-seq datasets：解锁癌症免疫治疗新密码

  在癌症治疗领域，免疫检查点阻断（ICB）疗法的出现曾让人们看到了攻克癌症的新希望。正常情况下，T 细胞的细胞毒性可通过检查点蛋白之间的相互作用被激活，从而杀死癌细胞。然而，狡猾的癌细胞常常会利用一些机制来逃避 T 细胞的攻击，比如癌细胞会过度表达像 PD-L1 这样的配体，与 T 细胞表面的 PD-1 结合，使得 T 细胞的活性被抑制，无法有效地发挥清除癌细胞的作用 。ICB 疗法正是针对这一问题而诞生，它通过使用单克隆抗体阻断检查点蛋白的功能，让被抑制的细胞毒性 T 细胞重新获得活力，进而消灭癌细胞。但现实却不尽如人意，ICB 疗法在不同患者和不同癌症类型中的疗效差异很大。为了弄清楚是什么因

  来源：Scientific Data

  时间：2025-01-23

• 新型光阴离子固化高敏交联体系压敏胶（PSA）的突破性进展

  在现代工业中，压敏胶（Pressure - Sensitive Adhesives，PSAs）就像一个万能的 “隐形助手”，广泛应用于汽车、电子设备、包装等众多领域。它能在低压下迅速粘附到任何基材上，为各种产品的制造和使用提供了极大的便利。然而，这位 “助手” 目前却存在一些烦恼。传统的丙烯酸类 PSAs 通常采用热固化反应，可这一过程就像个慢性子，需要 2 - 3 天的漫长时间才能完成固化，这对于追求高效生产的现代工业来说，无疑是个巨大的阻碍。后来，UV 固化的 PSAs 出现了，它就像给这个 “助手” 注入了一剂强心针，凭借快速固化和无溶剂生产的优势吸引了众多关注。但它也并非完美无缺，UV

  来源：Polymer Journal

  时间：2025-01-23

• 天然橡胶 “升级改造”：接枝共聚合与纳米纤维强化的协同增效，解锁可持续材料新可能

  天然橡胶（NR）和纤维素是开发可持续材料的潜力生物聚合物。天然橡胶具有优异的性能和回弹性。而纤维素纳米纤维（CNFs）最大的优势在于其高机械强度，非常适合在其他聚合物上形成增强区域。然而，NR 和 CNFs 之间的极性差异显著影响了最终复合材料的性能。本研究探索了将苯乙烯 / 丙烯腈接枝共聚合到脱蛋白天然橡胶（DPNR）上，以提高其极性、热稳定性和机械性能。通过超声波将 CNFs 分散在胶乳中，制备了接枝 CNFs 的天然橡胶复合材料，目的是改善 NR 的机械性能。研究人员通过拉伸测试研究了材料的机械性能，发现含有 1.0 wt.% CNF 的接枝共聚物基体复合材料的拉伸强度（5.09 ± 0

  来源：Polymer Journal

  时间：2025-01-23

• 具有梯度疏水涂层的双网络水凝胶：防止水分蒸发并实现对固体基底的强粘附 —— 开启水凝胶应用新篇

  水凝胶（Hydrogels）是一类柔软且湿润的聚合材料，含有大量水分。高含水量赋予水凝胶独特的特性，比如生物相容性。然而，在大气环境下，水凝胶中的水分极易蒸发。此外，由于水凝胶大多由水构成，使用商业胶水将其粘附到固体基底上颇具难度。为解决这些难题，研究人员研发出一种方法，在坚韧的双网络（DN）水凝胶上涂覆坚固的梯度疏水涂层。将液态疏水单体滴加到 DN 凝胶前体（含有第二网络前体的第一网络凝胶）上，疏水单体自发铺展，覆盖凝胶表面。这使得疏水单体在凝胶 - 空气界面附近与本体凝胶的第二网络前体同时发生聚合反应，进而形成梯度疏水涂层。最终得到的疏水涂层能够有效阻止涂覆后的 DN 凝胶水分蒸发。而且，

  来源：Polymer Journal

  时间：2025-01-23

• 吸烟状况影响肺癌症状认知与就医行为：丹麦人群研究揭示关键关联

  肺癌，这个全球范围内的 “健康杀手”，每年都无情地夺走无数生命。在众多癌症中，它不仅发病率高，死亡率更是居高不下。令人揪心的是，约三分之二的肺癌患者确诊时已处于晚期，此时治疗手段极为有限，长期生存的希望也十分渺茫。这背后的关键原因之一，就是早期诊断困难重重。肺癌的症状起初往往模糊不清，像持续咳嗽、呼吸急促等，这些症状在日常生活中很常见，多数时候是一些良性疾病的表现，所以常常被患者忽视。而且，公众对肺癌症状的认知远低于对乳腺癌、结直肠癌等常见癌症症状的认知，这使得很多人即便出现了可能是肺癌的症状，也没有及时就医。在丹麦，肺癌筛查尚未全面推行，目前仅有一项试点研究在探索其可行性，大部分肺癌仍需依靠

  来源：npj Primary Care Respiratory Medicine

  时间：2025-01-23

• 突破三相界面限制的混合导体策略助力高能量密度固态锂硫电池开发

  锂硫(Li-S)全固态电池(ASSBs)因其卓越的安全性和能量密度被视为下一代储能技术的标杆，但固态环境中硫的转化反应面临严峻挑战——反应动力学缓慢且仅能在硫、碳与固态电解质构成的三相边界狭窄区域进行，导致活性硫利用率低下。研究团队另辟蹊径，在硫正极中引入混合离子-电子导体(MIECs)取代传统固态电解质，巧妙构建硫-MIEC新型反应界面。显微成像与断层扫描技术捕捉到关键证据：硫-MIEC边界处自发形成的混合导电域如同"纳米反应器"，促使单质硫(S)彻底转化为硫化锂(Li2S)。这一设计使活性硫利用率飙升至87.3%，转化效率突破94%，电池性能实现三重飞跃——放电容量高达1,450 mAh

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 量子点-分子杂化体系中光化学自旋三重态形成的相干调控研究

  光生自由基对中单线态(singlet)与三线态(triplet)自旋态的相互转化堪称量子过程的教科书级案例，传统分子体系却因调控效率低下而举步维艰。这项突破性研究巧妙地将半导体量子点(QD)与有机分子杂交，凭借量子点特有的超大g因子差异(g-factor difference)，让以往难以捕捉的自旋量子振荡(quantum beats)首次无所遁形。更令人振奋的是，量子点强大的量子限域效应(quantum confinement)赋予自由基对超强交换耦合(exchange coupling)，使得量子振荡频率显著提升。这种"量子加速器"效应最终在室温下大显神威——研究者们成功实现了自旋三重态产

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 玻璃形成液体中慢动力学的微观结构起源：解锁过冷液体奥秘

  过冷液体（Supercooled liquids）呈现出迟缓的动力学特性，这一现象通常归因于其结构特征，然而背后的机制却仍不明确。在此，研究人员对模型玻璃形成液体（model glass-forming liquids）的结构 - 动力学关系展开了数值研究，特别关注一种被称为 “T1 过程”（T1 process）的基本粒子重排模式。研究发现，T1 过程在前后保持玻璃态结构有序的能力，对于决定液体的脆性（fragility）—— 即其表现为超阿伦尼乌斯（super-Arrhenius-like ）还是阿伦尼乌斯（Arrhenius-like ）行为 —— 至关重要。如果 T1 过程破坏了局部结

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 硒化铟中基于手性诱导隧穿电流的自旋极化检测：开启凝聚态物理新视野

  在凝聚态物理的奇妙世界里，科学家们一直致力于探索物质的新奇相态，理解诸如超导、磁性材料和拓扑相等复杂的相关电子态。其中，对称性破缺在这些研究中扮演着关键角色，而手性（Chirality）作为对称性破缺的基本属性，广泛存在于从生物分子到凝聚态物理等众多领域。它就像一把隐藏的钥匙，可能开启许多未知现象的大门，比如自发旋向有序和超导性。然而，在硒化铟（InSe）这种材料中，光手性与电子自旋之间的相互作用以及磁场对其产生的隧穿光电流的影响，此前还未被完全揭示。为了解开这些谜团，来自瑞士洛桑联邦理工学院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne，EPFL）等机构的

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 二维切克劳斯基法制备高质量单晶 MoS2：开启下一代集成电路新篇

  批量生产单晶二维（2D）过渡金属二硫属化物是制造下一代集成电路的先决条件之一。目前实现二维材料晶圆级高质量结晶的策略，主要是合并单向排列、尺寸各异的区域。然而，晶格平移导致的合并不完善区域，会产生高缺陷密度和低器件均匀性，限制了二维材料的应用。研究人员建立了一种二维空间的液 - 固结晶方法，能够快速生长出无晶界的厘米级单晶 MoS2区域。得到的大尺寸 MoS2单晶具有超高均匀性和高质量，缺陷密度极低。对由该 MoS2制成的场效应晶体管（FET）进行统计分析，结果显示器件良品率高，迁移率变化极小，这使得该 FET 成为先进标准的单层 MoS2器件。这种二维切克劳斯基法，为制造高质量、可扩展的二维

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 突破效率瓶颈：全钙钛矿叠层太阳能电池凭（100）取向优化迈向超 29% 高效新时代

  整体式全钙钛矿叠层太阳能电池（All-perovskite tandem solar cells）是突破单结太阳能电池效率极限的一种很有前景的方法。然而，宽带隙钙钛矿子电池（wide-bandgap perovskite subcell）存在显著的开路电压（open-circuit voltage）损失，这阻碍了功率转换效率（power-conversion efficiency）的进一步提升。在本研究中，研究人员制备出（100）晶体取向得到优化的宽带隙钙钛矿薄膜，这种薄膜能够抑制非辐射复合。研究表明，在薄膜表面使用二维钙钛矿（two-dimensional perovskite）作为中间相，

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• DNA 纳米筏重塑合成细胞形态并形成膜通道：解锁合成生物学新可能

  在微观的细胞世界里，细胞形态如同其 “外貌特征”，对细胞的功能起着核心作用。从分子层面到微观尺度，细胞形态决定了细胞各组分如何相互识别、互动与响应。然而，这个 “外貌” 常常是转瞬即逝的，并且很难按照人们的意愿进行重新编程。就好比细胞形态是一座难以随意改造的复杂建筑，科学家们一直渴望找到改造它的 “钥匙”。在合成生物学领域，研究人员试图通过自下而上的方法，像搭建积木一样构建人工模拟细胞，以此来深入理解细胞的奥秘。DNA，凭借其独特的序列特异性和可预测的相互作用，成为了理想的 “积木材料”。此前，科学家们利用 DNA 制造出各种结构来模拟细胞膜塑形蛋白和通道蛋白，虽然取得了一定成果，但距离完全复

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 有机太阳能电池新突破：20.82% 高效率且厚活性层耐受性强，结晶序列调控开启光伏新篇

  大面积太阳能面板的印刷需要具有厚活性层的先进有机太阳能电池（OSCs）。然而，增加活性层厚度通常会导致功率转换效率（PCE）显著下降。在此，研究人员开发了一种名为 AT-β2O 的有机半导体调节剂，用于调节活性层中各组分的结晶序列。当在供体（D18-Cl）和受体（N3）的共混物中添加 AT-β2O 时，N3 在 D18-Cl 之后结晶，这一现象与二元 D18-Cl:N3 共混物中观察到的共结晶不同。这种对结晶动力学的调控有利于在活性层中形成体异质结梯度垂直相分离，同时伴随着受体的高结晶度和厚膜中平衡的电荷载流子迁移率。由此制备的单结有机太阳能电池认证功率转换效率超过 20%，在 100 - 4

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 重大突破！首次观测到自旋 - 1 三角晶格中双磁振子束缚态的玻色 - 爱因斯坦凝聚

  在有序磁体中，基本激发是遵循玻色 - 爱因斯坦统计的自旋波（磁振子，magnons）。与超导体中的库珀对类似，磁振子在吸引相互作用下可配对形成束缚态。塞曼（Zeeman）与磁场的耦合能通过量子临界点调节粒子密度，在临界点之外，预测存在 “隐藏秩序”。本文报道了在 Na2BaNi(PO4)2中直接观测到双磁振子束缚态的玻色 - 爱因斯坦凝聚。全面的热力学测量证实了饱和场处的二维玻色 - 爱因斯坦凝聚量子临界点。进行了非弹性中子散射实验以建立微观模型。精确解揭示了稳定的双磁振子束缚态，电子自旋共振和核磁共振实验进一步证实了这一点，表明量子临界点源于对凝聚，饱和场以下的相可能是长期寻找的自旋向列相。

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 电还原亲电体构建固态锂金属电池界面层实现高稳定性和高能量密度

  全固态锂金属电池(All-solid-state Li metal batteries, ASSB)虽具备高安全性和能量密度优势，却受困于固态电解质(Solid-State Electrolyte, SSE)的化学不稳定性——低电压下易被还原、高电压下易分解，加之锂枝晶不可控生长，导致电池面临锂可逆性差、电极负载量低、需高温高压操作等瓶颈。突破性进展源自一类还原性亲电体材料：当其与金属-亲核材料（如硫化物基SSE）接触时，会自发捕获电子和阳离子发生电化学还原，在材料表面原位构筑"固态还原亲电界面层"(Solid Reductive-Electrophile Interphase, SREI)。

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 首次捕捉关键中间体！解析阴极腐蚀中铂氢化物形成机制的重要突破

  阴极腐蚀（Cathodic corrosion）是一种在适度负电位下腐蚀金属的电化学现象。虽然阴极腐蚀可能是通过形成含金属阴离子发生的，但这种中间物种尚未被观测到。为解决这一长期争议，研究借助 X 射线吸收光谱（X-ray absorption spectroscopy）提供了相关证据。通过高能量分辨率 X 射线吸收近边结构（High-energy-resolution X-ray absorption near-edge structure）实验，对铂纳米颗粒（platinum nanoparticles）在 10 mol・l−1 NaOH 溶液中的阴极腐蚀过程进行表征。实验检测到腐蚀过程中

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

• 跨越原子薄膜实现拓扑绝缘体的双面范德华外延：解锁量子异质结构新突破

  原子级薄的范德华（vdW）薄膜为量子异质结构的外延生长提供了材料平台。然而，与三维体晶体的远程外延生长不同，由于范德华相互作用较弱，二维材料异质结构跨原子层的生长受到了限制。在这里，研究人员报告了通过原子薄膜进行范德华层状材料的双面外延。研究人员利用分子束外延法，在原子级薄的石墨烯或六方氮化硼（h-BN）的两个表面上生长范德华拓扑绝缘体 Sb2Te3和 Bi2Se3，这两种材料作为悬浮的二维范德华衬底层。研究人员制备了同质和异质双面范德华拓扑绝缘体隧道结，原子级薄的六方氮化硼作为具有陡峭且外延界面、能保持晶体动量守恒的隧穿势垒。通过对这些器件进行场角相关的磁隧穿光谱测量，研究人员揭示了在界面处

  来源：Nature Materials

  时间：2025-01-23

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