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染色体水平黑蚁(Formica fusca)基因组图谱破译社会性行为的遗传基础
蚂蚁,作为地球上最成功的社交昆虫之一,其复杂的社会组织、精细的分工协作以及高效的沟通系统,一直是科学家们探索生物社会性行为的理想模型。在众多蚂蚁物种中,黑蚁(Formica fusca)因其广泛分布、卓越的学习能力和多样化的社会结构,成为研究化学通讯和社会行为的明星物种。尽管此前已有研究涉及其种群结构、社会免疫和化学通讯,且Vizueta等人于2025年报道了一个支架级别的基因组草图,但一个高质量、染色体级别的基因组参考序列的缺失,极大地限制了对该物种复杂社会行为背后遗传机制的深入解析。为了填补这一关键空白,由浙江大学昆虫科学研究所康河(Kang He)团队领衔的研究在《Scientific
来源:Scientific Data
时间:2025-12-14
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日本囊对虾染色体水平基因组图谱的破译:为甲壳类遗传育种与进化研究提供新资源
在浩瀚的海洋生物资源中,日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)作为对虾科中经济价值最高的物种之一,以其鲜美的口感、快速的生长速度和惊人的耐低氧能力而闻名,这种虾甚至能够离水存活超过10小时。正是这些优良特性,使其成为全球渔业和水产养殖业的重要支柱。据统计,仅2023年中国的年产量就达到45,968吨。然而,与这种虾的重要经济地位形成鲜明对比的是,其基因组学研究长期滞后。甲壳动物在生态系统中扮演着双重角色:不仅是提供优质蛋白质的重要经济物种,还是水生生态系统健康的关键生物指示剂和海洋营养网络中的基石物种。但由于测序技术的限制,甲壳动物的基因组学研究一直落后于其他物种,直到20
来源:Scientific Data
时间:2025-12-14
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融合多类型列车运行记录与调度数据的意大利铁路网络数据集构建与分析
在现代铁路运输日益呈现高速化、高密度化发展的背景下,如何协调多种类型列车在共享轨道上的协同运行已成为行业核心挑战。不同类别的列车在运行速度、停站模式、运营优先级和调度策略方面存在显著差异,这种异质性导致铁路系统呈现出复杂的时空动态特性。然而,铁路公司发布的数据集往往存在标准化不足或信息残缺的问题,特别是能够全面整合列车运行记录与调度信息的公开数据集尤为稀缺,这极大地限制了智能运输系统研究的深入开展。为解决这一瓶颈,由吴建清、肖旭凯等人组成的研究团队在《Scientific Data》上发布了涵盖意大利全境的铁路网络数据集。该研究团队通过系统整合多源数据,构建了一个包含3,324列火车、1,39
来源:Scientific Data
时间:2025-12-14
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全球首套1公里分辨率土壤水分气候记录(1980-2023)的创建与验证
土壤水分(Soil Moisture, SM)是水文循环中的关键变量,连接着大气降水与地下水,并调控着地表与大气间的能量交换。世界气象组织早已将其列为基本气候变量之一。然而,要满足气候研究的需求,通常需要超过30年的长期数据记录。目前,能够满足这一时间跨度要求的SM数据多来源于再分析或同化产品,例如欧洲中期天气预报中心的第五代大气再分析数据(ERA5)和全球陆地数据同化系统(GLDAS)。尽管这些产品在全球范围内,尤其是在气候变化研究中被广泛应用,但它们普遍存在空间分辨率粗(约25公里)的局限性,难以精细反映气候变化和人类活动双重影响下SM的时空变化。此外,由于地表模型结构的简化及其参数化方案
来源:Scientific Data
时间:2025-12-14
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多模态大语言模型在化学奥赛中的表现评估:视觉-语言融合的挑战与突破
在人工智能迅猛发展的今天,多模态大语言模型(MLLMs)已展现出令人惊叹的图像理解和语言生成能力。然而,当这些模型面对需要深度科学推理的化学领域时,它们的表现究竟如何?化学作为一门高度依赖符号化表达和视觉化信息的学科,其问题求解往往需要同时理解分子结构图、实验装置示意图、数据图表等多种模态信息。这种多模态推理能力正是当前人工智能在科学领域应用的瓶颈所在。尽管已有一些基准数据集如ScienceQA和MMSci试图评估模型在STEM领域的表现,但化学学科特有的挑战——如路易斯结构式、滴定曲线、电化学装置等专业视觉内容的解读——尚未得到充分重视。现有化学数据集多集中于分子结构识别或反应解析等感知层任
来源:Communications Chemistry
时间:2025-12-14
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氧空位调控κ-Ga2O3电子与光学性能的第一性原理研究
在宽禁带半导体材料领域,氧化镓(Ga2O3)因其4.6-4.9 eV的超宽禁带特性,在功率器件、深紫外光电探测器和极端条件应用方面展现出巨大潜力。在Ga2O3的五种晶相中,正交晶系的κ相因其较高的晶体对称性而备受关注——它能在GaN、蓝宝石等商用衬底上实现异质外延,大幅降低生产成本。更引人注目的是,κ-Ga2O3具有23-31 μC/cm2的自发极化强度,比GaN高出一个数量级,这为高电子迁移率器件提供了理想平台。然而,材料制备过程中不可避免会产生氧空位(VO)等本征缺陷。在β-Ga2O3中,氧空位已被证实会导致栅绝缘体漏电流和光学器件吸收损耗等问题。但对于κ相,氧空位的热力学稳定性、主导电荷
来源:Communications Chemistry
时间:2025-12-14
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基于亚米级数据的中国主要城市绿地降温效应精细化研究
随着城市化进程的加速,城市热岛效应(UHI)已成为严重影响城市可持续发展和居民健康的环境问题。在中国这样快速城市化的国家,城市人口从1978年的17.9%激增至2020年的63.9%,数百万人涌入城市导致城市规模急剧扩张和土地利用显著变化,这不仅加剧了UHI效应,还使城市面临更高的能源需求和健康风险。例如北京这样的特大城市,夏季经常经历高温,热岛强度可达4°C,对居民生活质量和城市可持续发展构成严峻挑战。面对这一挑战,城市绿地(UGS)作为基于自然的解决方案,通过遮荫和蒸散等机制降低地表和周围空气温度,在城市热岛缓解中发挥着至关重要的作用。然而,现有关于中国城市UGS降温效应的研究存在明显局限
来源:Sustainable Cities and Society
时间:2025-12-14
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基于大地测量学的斯科舍-南极板块边界火山地震群岩浆起源新证据
在南极洲最活跃的火山构造带——斯科舍-南极板块边界,2020年8月至2021年6月期间发生了一场引人注目的地质事件:超过3万次地震事件密集爆发,其中在南设得兰群岛附近的布兰斯菲尔德海峡甚至出现单日超千次地震的异常活动。更令人震惊的是,2021年8月12日南桑威奇海沟附近相继发生Mw7.5和Mw8.1级强震及千余次强余震。这些地震群发生在斯科舍板块边缘的复杂构造区域,涉及南极板块、南美板块、南桑威奇板块和南设得兰微板块的多重相互作用,其形成机制一直是国际地学界争论的焦点。传统上,火山地震研究主要依赖有限的地震仪数据,虽然能提供震源机制和地震波速度等重要信息,但难以捕捉板块运动和地壳形变的长期过程
来源:Geophysical Journal International
时间:2025-12-14
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Fairall 9中混合冕与瞬态软X射线延迟的发现及其对活动星系核盘-冕结构的启示
在浩瀚宇宙中,活动星系核(AGN)如同璀璨的灯塔,其巨大能量源自星系中心超大质量黑洞对物质的吞噬过程。然而,这些宇宙怪兽的"消化系统"——吸积盘与高温冕层的相互作用机制,至今仍是未解之谜。特别是当涉及Fairall 9这类拥有2.55亿太阳质量的巨无霸黑洞时,其物理过程的时间尺度被大幅拉长,使得传统观测手段难以捕捉关键信号。更棘手的是,这类天体普遍存在的软X射线超出现象(0.3-1 keV能段的异常增强)一直缺乏令人信服的解释,究竟是相对论反射还是暖康普顿化过程主导,学术界争论不休。以往研究显示,Fairall 9作为近邻型赛弗特星系,虽然缺乏明显的暖吸收体特征,但其弱化的内盘反射信号与预期的
来源:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
时间:2025-12-14
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宇宙网环境下星系恒星晕的空间与速度各向异性研究:基于IllustrisTNG模拟的启示
在浩瀚的宇宙中,星系如同散落在时空织物上的明珠,而它们最外围的恒星晕则是记录星系演化历史的"化石档案"。这些暗淡而弥散的恒星集合虽然仅占星系总质量的2%,却保存着星系形成过程中最原始的记忆。从早期快速坍缩模型到现代层级形成理论,科学家们逐渐认识到恒星晕是通过不断吸积较小星系而逐渐构建的。然而,一个长期悬而未决的问题是:塑造宇宙的大尺度环境——宇宙网,是否会在恒星晕的结构上留下独特的印记?宇宙网是由片状结构、纤维状结构和星系团节点组成的复杂网络,如同宇宙的骨架,引导着物质和星系的流动。观测显示,星系的性质确实受到所处宇宙网环境的影响——纤维中的星系往往更红、更早停止恒星形成,其旋转轴也倾向于与纤
来源:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
时间:2025-12-14
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中国海上风电效率解构:从项目开发到发电的多层级演化分析
在低碳能源转型的全球背景下,海上风电作为清洁能源的重要组成部分,正受到越来越多国家的重视。中国通过"海洋强国"战略将海上风电置于优先发展地位,在2010-2024年间实现了显著增长,其在全国可再生能源装机容量中的份额从0.06%上升至2.18%,在可再生能源发电量中的贡献从0.02%增至约3.50%。这一发展使中国成为全球最大的海上风电市场,自2022年和2023年起分别占据全球装机容量和发电量的一半以上。然而,随着近岸和浅海站点日益稀缺以及补贴逐步退出,海上风电项目在保持效率方面面临越来越大的挑战,包括技术复杂性增加、财务压力加大和环境约束收紧。这些变化凸显了需要更有效的政策设计和基于证据的
来源:Sustainable Energy Technologies and Assessments
时间:2025-12-14
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综述:高比例可再生能源电力系统低碳规划:综述、建模与展望
高比例可再生能源电力系统低碳规划:综述、建模与展望引言在全球能源转型和“双碳”目标的背景下,电力系统作为碳排放的主要来源,其低碳化重构至关重要。高比例可再生能源(HPRES)电力系统规划已成为研究的焦点,旨在解决可再生能源间歇性、系统稳定性与经济性之间的复杂平衡问题。本文旨在系统梳理HPRES低碳规划的研究现状、关键挑战、现有方法,并提出一个综合性的规划框架。高比例可再生能源系统规划的研究现状近年来,HPRES规划研究呈现出从单一成本优化向多目标、多时间尺度协同规划的演变趋势。早期研究多采用确定性模型,侧重于最小化投资和运行成本。随着可再生能源渗透率的提高,不确定性(如风光出力的随机性、负荷预
来源:Sustainable Energy Technologies and Assessments
时间:2025-12-14
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膀胱充盈体积对宫颈癌高剂量率腔内近距离放疗中危及器官辐射剂量的影响:一项剂量学相关性研究
宫颈癌作为女性最常见的恶性肿瘤之一,其治疗方式中,放射治疗占据重要地位。特别是高剂量率腔内近距离放疗(HDR-ICBT),因其能够形成局部高剂量区同时降低周围正常组织受量,已成为宫颈癌治疗的关键手段。随着影像技术和计算机技术的发展,三维图像引导近距离放疗(3D-IGBT)逐渐应用于临床,使个体化治疗成为可能。然而,在临床实践中,膀胱充盈状态的变化会改变靶区与周围危及器官(OARs)的相对解剖位置,从而影响其受照剂量。特别是膀胱本身作为重要的危及器官,其受照剂量往往成为限制靶区剂量提升的关键因素,可能导致放射性膀胱炎等严重并发症,影响患者生活质量。尽管已有研究探讨膀胱充盈体积与剂量的关系,但多数
来源:Hormones & Cancer
时间:2025-12-14
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淋巴结检出数目对转移性食管癌患者生存预后的影响:一项基于SEER数据库的回顾性队列研究
食管癌是全球第七大常见恶性肿瘤,其发病率与死亡率居高不下,尤其对于已发生远处转移的患者,五年生存率不足5%,治疗挑战巨大。尽管手术切除仍是延长患者生存或改善生活质量的核心手段,但针对伴有远处淋巴结转移的食管癌(mEC)患者,淋巴结清扫范围与生存获益的关系尚不明确。既往研究多聚焦于早期或局部晚期食管癌,对转移性疾病的淋巴结处理策略缺乏大规模数据支持。在这一背景下,研究人员通过分析美国SEER数据库中长期积累的临床资料,试图揭示淋巴结检出数目(LNY)在这一高危人群中的预后价值,以期为临床决策提供依据。6组。为控制基线差异,采用1:1倾向评分匹配(PSM)平衡两组间年龄、性别、肿瘤分级、分期等混杂
来源:Hormones & Cancer
时间:2025-12-14
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基于目标条件强化学习的苯并噻吩基多环芳烃有机半导体材料逆向设计新策略
在材料科学领域,传统的材料研发模式通常需要经历长达10-20年的漫长周期,依赖于大量试错实验和偶然发现。特别是对于有机半导体材料而言,其核心性能指标——HOMO-LUMO能隙(Egap多环芳烃(PACs)作为有机半导体材料的核心构建单元,其复杂的稠环结构使得常规生成模型容易产生化学无效结构。特别是在处理含苯环和噻吩环的稠合体系时,传统基于SMILES字符串的方法往往面临有效性低下的问题。正是为了解决这些瓶颈问题,研究人员开发了一套创新的逆向设计框架。发表在《npj Computational Materials》的这项研究,提出了一种基于目标条件强化学习(GCRL)的逆向设计方法。该方法的核心
来源:npj Computational Materials
时间:2025-12-14
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竞争性亚晶格短程有序与多元过渡金属二硫化物带隙态调控新策略
在半导体技术飞速发展的今天,如何精确调控材料的能带结构尤其是带隙态(gap states),始终是学术界和产业界关注的焦点。传统的元素掺杂和缺陷工程虽能引入所需的能带状态,但往往伴随着深能级缺陷的产生,这些缺陷会成为载流子的散射和复合中心,损害半导体器件的性能。更棘手的是,可供选择的掺杂元素和缺陷类型有限,极大地限制了新材料体系的探索空间。二维半导体,特别是过渡金属二硫化物(TMDCs),因其独特的物理性质和在微型化器件中的巨大潜力而备受青睐。然而,当向TMDCs中引入较高浓度的掺杂元素以调节其带隙时,常常会导致带隙中出现大量扩展的电子态,甚至使半导体转变为半金属或金属,从而丧失其半导体特性。
来源:npj Computational Materials
时间:2025-12-14
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深度学习加速量子输运模拟:从断裂结到场效应晶体管的纳米电子器件研究
在纳米电子器件研究领域,量子输运模拟一直是理解电子行为、设计新型器件的核心手段。传统上,研究人员依赖DFT-NEGF(密度泛函理论-非平衡格林函数)组合方法进行第一性原理计算,但这种方法存在显著的计算瓶颈:完成一个典型模拟需要数天甚至数周时间,使得大规模系统统计分析和实验尺寸器件模拟几乎不可能实现。特别是在断裂结实验和纳米尺度场效应晶体管研究中,这种计算效率与实验需求之间的差距尤为突出。断裂结实验作为测量单分子电导的主要平台,需要分析数千种构型才能获得可靠的统计结果。而实际应用的碳纳米管场效应晶体管(CNT-FET)通道长度达到41-180纳米,包含数千至数万原子,远超传统DFT-NEGF方法
来源:npj Computational Materials
时间:2025-12-14
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面向可扩展快切换电致变色器件的耐用柔性锌网阳极研究
在物联网时代,电致变色器件(Electrochromic Devices, ECDs)因其动态光调制特性和节能优势,在智能窗、可调光眼镜、非发射显示器等领域展现出广阔应用前景。特别是电致变色智能窗,可通过调控可见光和红外光谱,显著降低建筑能耗。然而,传统ECDs存在往返能量效率低的问题,而锌阳极基电致变色器件(Zinc anode-based Electrochromic Devices, ZECDs)凭借锌阳极的低氧化还原电位(-0.76 V vs. SHE)、高理论容量(820 mAh/g)等优势,可实现自发着色/漂白和能量回收,大大提高能效。但现有ZECDs多采用不透明外围锌箔,导致电场
来源:npj Flexible Electronics
时间:2025-12-14
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分子量子动力学中的电子量子几何:超越玻恩-奥本海默近似的统一框架
在分子科学的核心,存在着一个看似简单却极其深刻的图像:电子在由原子核构成的骨架中快速运动,而较重的原子核则在电子提供的势能面上相对缓慢地移动。这一图像构成了著名的玻恩-奥本海默近定的基础,它将复杂的分子薛定谔方程分解为电子运动和核运动,极大地简化了计算,成为理解和模拟化学反应的基石。然而,这一近似有其固有的局限性。当原子核的构型使得电子态变得简并或接近简并时,例如在锥形交叉点附近,电子态会发生剧烈变化,玻恩-奥本海默近似便会失效。此时,电子和原子核的运动强烈耦合,非绝热跃迁频繁发生,几何相位效应显现,传统的理论方法面临严峻挑战。这些挑战不仅在于数学上的奇异性,更在于如何构建一个既能捕捉这些复杂
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-12-13
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P4HA3通过ACLY介导的铁死亡抵抗驱动宫颈癌淋巴结转移的机制研究
宫颈癌作为全球女性最常见的恶性肿瘤之一,每年导致超过34万人死亡,其中淋巴结转移是患者预后不良的关键因素。尽管早期宫颈癌可通过手术和放疗有效控制,但约15-30%的局部晚期患者在诊断时已出现淋巴结转移,其5年生存率显著降低。铁死亡作为一种铁依赖性脂质过氧化驱动的细胞死亡形式,在肿瘤转移中发挥着复杂而关键的作用,然而其在宫颈癌淋巴结转移中的具体调控机制尚不明确。中山大学附属第一医院的研究团队在《Cell Death & Differentiation》上发表的最新研究,揭示了脯氨酰4-羟化酶亚基α3(P4HA3)在宫颈癌淋巴结转移中的核心作用。研究人员通过建立高淋巴结转移性宫颈癌细胞系,
来源:CELL DEATH AND DIFFERENTIATION
时间:2025-12-13