• 基于第一性原理的各向异性热膨胀与温度依赖性弹性常数高效计算方法研究

  在材料科学领域，准确预测晶体材料的热膨胀行为和弹性性质对航空航天、电子器件等应用至关重要。然而，传统计算方法面临严峻挑战：非立方晶系材料表现出显著的各向异性热膨胀特性，单斜和三斜晶系甚至会出现晶格角度随温度变化的现象。这种复杂的温度依赖性行为使得材料在热机械载荷下的性能预测变得异常困难。虽然基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法已成功用于体积热膨胀计算，但各向异性热膨胀的精确模拟仍存在巨大计算瓶颈。问题的核心在于，现有方法需要对多个独立晶格方向进行自由能导数评估，计算量随晶系对称性降低呈指数增长。例如三斜晶系需要处理多达6个自由度，传统零静态内应力近似(ZSISA)方法需要数千次计算，使得

  来源：npj Computational Materials

  时间：2025-08-23

• 基于重叠像素集成技术的可拉伸OLED显示器件：实现拉伸状态下像素密度与填充因子的协同优化

  在柔性电子技术快速发展的今天，可拉伸显示器因其能承受更大形变的特性，成为穿戴式设备和生物医学界面的研究热点。然而传统设计面临一个根本性矛盾：当显示器被拉伸时，要么像素尺寸膨胀导致分辨率下降，要么像素间距增大形成视觉断层。这种"鱼与熊掌不可兼得"的困境，严重制约着可拉伸显示器在需要高精度显示的医疗诊断、增强现实等领域的应用。韩国科学技术院(KAIST)的Kyung Cheol Choi团队在《npj Flexible Electronics》发表的突破性研究，给出了一个精妙的解决方案。研究人员受自然界重叠结构的启发，创造性地将四个象限像素(Q1-Q4)垂直堆叠在中心像素下方。这种"俄罗斯套娃"式

  来源：npj Flexible Electronics

  时间：2025-08-23

• 基于中智集合的CSP LED图像缺陷检测方法研究及其在自动化产线质量管控中的应用

  芯片级封装(CSP)发光二极管(LED)作为微型化光源，在自动化产线中面临高密度排列导致的缺陷检测难题。传统基于图像处理的方法易受噪声干扰，而深度学习又难以满足实时检测需求。这项研究创新性地将中智集合理论引入缺陷检测领域，建立了完整的NS缺陷检测方法体系。中智图像转换技术研究首先将CSP LED图像转换为包含真值(T)、不确定值(I)和假值(F)的中智图像。通过计算区域均值G(i,j)和绝对差值D(i,j)，构建了T(i,j)=[G(i,j)-gmin]/[gmax-gmin]、I(i,j)=[D(i,j)-Dmin]/[Dmax-Dmin]和F(i,j)=1-T(i,j)的转换模型，有效表征

  来源：Frontiers in Physics

  时间：2025-08-23

• 综述：纳米技术在生物肥料配方中的潜在应用——促进植物生长的可持续途径

  1 引言可持续农业与粮食安全的双重需求催生了纳米技术与微生物肥料的融合创新。传统化肥虽贡献40%农作物产量，却导致土壤退化与温室气体排放。植物促生微生物(PGPM)包含根际促生菌(PGPR)、丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌三大类，通过分泌吲哚乙酸(IAA)、固氮解磷等机制促进生长。而纳米颗粒(NPs)作为ZnO、TiO2等无机材料或壳聚糖等有机载体，能通过缓释增效、靶向递送提升PGPM性能，两者结合形成的纳米生物肥料成为农业可持续发展新范式。2 研究方法基于PRISMA框架，从Scopus和Google Scholar筛选2000-2023年间70篇原创研究。搜索策略聚焦"PGPR/生物肥料"

  来源：Frontiers in Sustainability

  时间：2025-08-23

• 工程酵母为蜜蜂提供关键花粉甾醇：解决蜂群营养危机的生物技术突破

  全球蜜蜂种群正面临前所未有的生存危机。农业集约化和气候变化导致的花粉资源短缺，使蜜蜂陷入"营养饥饿"的困境。蜂农常用蛋白质粉和糖水作为替代饲料，但这些人工饲料缺乏花粉中关键的甾醇成分，无法支持蜂群持续育幼。更严峻的是，野生蜜蜂与养殖蜜蜂对有限花粉资源的竞争，进一步加剧了传粉昆虫的种群衰退。面对这一威胁全球粮食安全的重大挑战，由Elynor Moore和Geraldine Wright领导的国际团队在《自然》发表了一项突破性研究。研究团队采用基因工程和发酵技术相结合的策略。首先通过质谱分析确定了蜜蜂组织中的6种关键甾醇组成，随后利用CRISPR-Cas9基因编辑技术改造解脂耶氏酵母的甾醇合成途径

  来源：Nature

  时间：2025-08-22

• 石墨烯近邻屏蔽技术实现电子质量革命性突破：量子迁移率突破107 cm2 V-1 s-1

  在二维材料研究领域，石墨烯的电子质量始终是制约其量子现象探索的关键瓶颈。尽管经过十余年优化，hBN封装石墨烯的迁移率仍落后于半导体异质结（如GaAlAs异质结的迁移率达5.7×107 cm2 V-1 s-1）。电荷不均匀性和边缘散射两大难题，使得石墨烯在低载流子密度下的输运特性长期受限。更令人困扰的是，传统远程栅极对纳米尺度电势波动的屏蔽效果有限，导致量子霍尔效应（QHE）通常需要数百毫特斯拉磁场才能显现。这些限制严重阻碍了石墨烯在量子计算和低功耗电子器件中的应用潜力。为突破这些限制，由Andre K. Geim团队领衔的国际合作研究提出革命性解决方案：采用原子级平整的石墨晶体作为近邻栅极，与

  来源：Nature

  时间：2025-08-22

• 基于SpyDisplay技术的Pioneer抗体库：通过多维度质谱方法鉴定共制剂抗体鸡尾酒中的新型二聚化机制

  抗体库设计与构建Pioneer抗体库采用四种人源种系基因（IGHV1-69/IGHV3-23重链和IGKV1-39/IGLV3-1轻链），通过六组互补决定区（CDR）的精准设计实现多样性。独特的四步克隆策略结合β-内酰胺酶（bla）筛选，确保90%以上克隆功能完整。NGS分析显示CDR3长度分布与天然抗体库高度吻合（7-22个氨基酸），且潜在翻译后修饰（PTM）位点频率低于天然抗体（如N-糖基化位点减少50%）。SpyDisplay技术优势基于SpyTag-SpyCatcher共价连接的噬菌体展示系统，实现Fab与pIII蛋白的高效耦联。TEV蛋白酶洗脱策略使抗原结合与抗体亲和力解耦，单轮筛选

  来源：mAbs

  时间：2025-08-22

• 纳米孔测序技术实现完整氨酰化tRNA的单分子解析：揭示修饰与氨基酸负载状态的全新维度

  在生命活动的中心法则中，tRNA作为"分子适配器"承担着将遗传信息转化为蛋白质的关键使命。这些长约76个核苷酸的小RNA分子堪称细胞内的"变形金刚"——经过转录后加工获得13处以上的化学修饰，装载特定氨基酸后参与蛋白质合成。然而，tRNA修饰与氨基酸负载状态的动态变化长期缺乏有效研究手段。传统方法如酸性Northern blot需要长达12小时的电泳分离，而基于逆转录的测序技术又受限于tRNA密集修饰导致的逆转录酶停滞问题。更棘手的是，现有技术无法同时获取tRNA序列、修饰状态和氨基酸负载信息，使得科学家们难以全面解析环境压力下tRNA的动态调控机制。为突破这些技术瓶颈，Laura K. Wh

  来源：Nature Communications

  时间：2025-08-22

• SPIDER算法：基于空间转录组解析配体-受体互作空间变异与功能支持的新方法

  在生命科学领域，细胞间的"对话"机制一直是研究的核心问题。就像人类社会需要语言交流，细胞也通过配体-受体相互作用(LRIs)传递信息，这些分子对话影响着胚胎发育、组织稳态和疾病进程。然而，传统技术如同"雾里看花"，难以捕捉这些相互作用在复杂组织中的空间分布规律。随着空间转录组学(ST)技术的突破，科学家们终于获得了细胞通讯的"空间地图"，但如何从中识别真正具有功能活性的空间变异相互作用(SVIs)，仍是悬而未决的挑战。这项发表在《Nature Communications》的研究提出了创新解决方案。研究人员意识到，现有的空间变异基因(SVG)分析方法无法直接应用于LRIs研究，主要面临两大障碍

  来源：Nature Communications

  时间：2025-08-22

• 跨尺度跨样本的可解释细胞状态映射策略：解决空间组学数据异质性对齐的新方法

  17世纪显微镜的发明首次揭示了细胞的奥秘，而如今空间转录组技术(ST)正以前所未有的精度解析细胞在组织中的空间定位与功能关系。然而，当研究者试图比较不同技术平台、不同发展阶段或临床样本的空间数据时，却面临根本性挑战——组织结构的高度异质性使得传统空间对齐工具(如PASTE、GPSA)束手无策。这就像试图用拼图游戏规则来比对两幅风格迥异的油画，亟需建立新的"翻译"体系来理解细胞状态的时空演变。《Nature Communications》最新发表的这项研究提出了突破性解决方案。研究团队开发了Vesalius算法框架，将细胞映射问题转化为可解释的线性分配问题(LAP)，通过多维度生物特征加权计算映

  来源：Nature Communications

  时间：2025-08-22

• 加速cGMP生产近天然HIV-1 Env三聚体及其免疫原性分析：电穿孔转染技术推动疫苗研发进程

  在全球艾滋病防治的持久战中，HIV-1包膜糖蛋白（Env）三聚体因其表面暴露的中和表位而被视为疫苗设计的"圣杯"。然而这种天然不稳定的蛋白质复合物面临三重挑战：生产过程中难以维持预融合构象、糖基化屏蔽关键抗原表位、传统稳定细胞系开发耗时长达8个月。更棘手的是，临床试验中使用的gp120单体疫苗未能提供保护效力，而近期mRNA递送的Env三聚体又出现安全性问题。这些困境促使Scripps研究所团队在《npj Vaccines》发表突破性研究，开发出基于电穿孔转染的加速生产方案。研究采用四项核心技术：1）MaxCyte® VLX™电穿孔系统实现CHO-S™细胞高效转染；2）PGT145单抗亲和层析

  来源：npj Vaccines

  时间：2025-08-22

• 双重功能海藻糖策略增强mRNA-LNP稳定性并缩小体内外疗效差距的创新研究

  在疫苗研发领域，mRNA技术因其快速响应优势成为应对突发传染病的有力武器。然而脆弱的mRNA分子易受水解和氧化损伤，现有冻干技术虽采用海藻糖等保护剂，但仅能维持脂质纳米粒(LNP)的物理稳定性，无法阻止mRNA化学降解，更棘手的是冻干后疫苗体内疗效常显著低于体外实验数据。这种"体外-体内鸿沟"严重制约了mRNA疫苗在资源匮乏地区的分发应用。针对这一系列挑战，Xu-Han Liu等人在《npj Vaccines》发表的研究提出革命性的"双功能海藻糖"策略。不同于传统外源添加方式，该团队将海藻糖同时封装于LNP内部与添加在外部。冻干过程中，外部海藻糖形成玻璃态基质保护LNP结构，内部海藻糖则通过氢

  来源：npj Vaccines

  时间：2025-08-22

• 基于Transformer架构的多组学整合模型在早产风险预测中的创新应用

  早产(Preterm Birth, PTB)作为妊娠期最常见的并发症之一，每年影响着全球数百万家庭。尽管医学技术不断进步，但PTB的发生率在过去几十年间居高不下，仍是导致围产儿死亡和长期神经系统后遗症的首要原因。传统预测方法如临床风险评估和单一生物标志物检测，其准确性往往难以满足临床需求，AUC普遍低于0.75。这一困境背后，反映出现有技术对PTB复杂病理机制的认知局限——涉及遗传易感性、胎盘功能障碍、母体炎症反应等多维度因素的动态交互。正是在这样的背景下，由Si Zhou、Chenchen Guan等17位研究者组成的跨学科团队在《npj Digital Medicine》发表了突破性研究成

  来源：npj Digital Medicine

  时间：2025-08-22

• 电子衍射技术实现晶体化合物中原子部分电荷的实验测定新方法

  实验方法突破研究团队开发的离子散射因子建模（iSFAC）技术，通过电子衍射数据解析晶体结构时，为每个原子引入第10个参数——基于莫特-贝特公式（Mott-Bethe）的离子散射因子占比νj。该方法创新性地将氢原子散射因子固定为H+形式，而非传统几何约束处理，从而实现对质子位置与热振动参数的自由精修。实验证明，该方法在1 ?分辨率下即可稳定收敛，且电荷分配结果与多种量子化学计算方法（如ADCH、CM5和NPA）高度一致。分子电荷分布新发现在环丙沙星盐酸盐结构中，羧基碳原子C18表现出反常的正电荷（+0.11e），而氨基酸中羧酸根碳原子（如酪氨酸C9=-0.19e）则带负电荷，揭示了电子离域效应的

  来源：Nature

  时间：2025-08-22

• 基于microRNA介导的基因沉默技术的CAR-T细胞多重工程化：一种规避DNA双链断裂风险的新型治疗策略

  背景嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法面临多重挑战，包括DNA双链断裂的致癌风险。研究团队提出利用优化的microRNA（miRNA）骨架mirGE实现多重基因沉默，靶向T细胞受体（TCR）的CD3ζ亚基和主要组织相容性复合体I类（MHC-I）的β2微球蛋白（β2M），以开发更安全的通用型CAR-T细胞。方法通过设计靶向CD3ζ和β2M的miRNA序列（CD3ζ_T1/T2和β2M_T5），将其克隆至携带M5CAR（靶向间皮素）的双向启动子慢病毒载体。与CRISPR/Cas9敲除（KO）技术对比，评估了沉默型（S）M5CAR-T细胞的抗肿瘤功能、体内持久性及免疫逃逸能力。结果1.制造优势：S细胞

  来源：Frontiers in Immunology

  时间：2025-08-22

• 超微粉碎技术增强海参粉多糖释放速率：提升抗动脉粥样硬化干预能力

  Highlight本研究通过先进纳米技术开发组氨酸功能化壳聚糖纳米颗粒(His-CS NPs)，其独特理化性质(粒径314.4 nm，PDI 0.218，zeta电位+11.2 mV)赋予卓越的生物活性，为植物病害防控提供革命性解决方案。Section snippets材料采用低分子量壳聚糖(CS，50,000-190,000 Da)与三聚磷酸钠(TPP)通过离子凝胶法构建纳米载体，组氨酸(His)作为功能组分显著增强体系活性。His-CS NPs合成在酸性条件下，CS的质子化氨基(-NH3+)与TPP磷酸根(-PO43−)静电作用形成三维网络结构，His的咪唑基团通过配位键精准嵌入，形成具有

  来源：International Journal of Biological Macromolecules

  时间：2025-08-22

• 生物膜定植石材表面润湿性分析：台式与便携式接触角测量技术的比较研究及其现场应用价值

  建筑遗产表面的石材风化是一个复杂的多因素作用过程，其中水分与生物膜的协同效应尤为关键。液态水既是化学风化（如溶蚀）和物理风化（如冻融循环）的主要驱动力，也是微生物定植的必要条件。然而，当前对生物膜如何改变石材表面水相关性质的认识仍存在空白，特别是缺乏适用于现场的非破坏性检测方法。传统实验室台式接触角测量仪（WCA）虽能精确评估表面润湿性，但无法满足建筑立面的现场检测需求。这一技术瓶颈严重制约了文化遗产保护中对生物膜生态功能的准确评估，也阻碍了保护材料性能的现场监测。针对上述问题，Letizia Berti等研究团队在《iScience》发表论文，首次系统比较了台式与便携式WCA测量技术在不同表

  来源：iScience

  时间：2025-08-22

• 基于流式细胞术的等离子体来源细胞外囊泡亚群分选技术优化及其在肿瘤生物标志物研究中的应用

  在生命科学领域，细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)犹如微观世界里的"分子快递员"，携带蛋白质、核酸等生物活性物质穿梭于细胞间。这些直径仅100-1000纳米的膜泡在肿瘤转移、免疫调控等过程中扮演关键角色，尤其血浆中的肿瘤相关EVs更是潜在的"液体活检"宝藏。然而，要从复杂的血浆"分子海洋"中精准捕获特定EV亚群，却面临着三大技术瓶颈：传统分离方法纯度不足、流式检测时纳米级颗粒易产生"蜂群效应"(swarming effect)、以及染料/抗体非特异性结合导致的背景干扰。为破解这些难题，Daniele Reverberi团队在《Biological Proced

  来源：Biological Procedures Online

  时间：2025-08-22

• 拉曼显微技术与微计算机断层扫描联用：快速无创诊断骨组织葡萄球菌感染的新策略

  1 引言骨感染是骨科手术中棘手的并发症，尤其由金黄色葡萄球菌（S. aureus）和表皮葡萄球菌（S. epidermidis）引发的感染常导致植入物失效甚至截肢。传统培养法耗时长（48-72小时），而影像学（如X射线、MRI）难以捕捉早期分子变化。本研究提出结合拉曼光谱（分子层面）和微CT（结构层面）的双模态检测策略，旨在解决临床诊断的时效性与精准度难题。2 方法与材料样本制备：从40例髋关节置换术患者获取120份骨样本，分为S. aureus组、S. epidermidis组及对照组，接种106 CFU/mL菌液培养48小时。拉曼分析：采用785 nm激光的SENTERRA II显微镜，检

  来源：Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

  时间：2025-08-22

• 基于QRBILSTM-MHSA网络与高光谱图像的水稻产量预测方法

  随着自动化挤奶系统（AMS）在奶牛养殖中的快速普及，其布局对牛舍通风的影响日益凸显。研究表明，AMS设备可能阻碍气流，加剧泌乳奶牛的热应激，进而导致产奶量下降——冷季平均日产奶量32.2 kg，而暖季降至28.8 kg。这一现象在采用"先挤奶引导系统"的牛舍中尤为突出，因为挤奶机器人和待挤区常会改变气流路径。目前关于AMS牛舍通风优化的研究稀缺，而传统计算流体动力学（CFD）模型多针对普通牛舍设计，缺乏对AMS特殊布局的评估。为此，Li Jiang等人在《Computers and Electronics in Agriculture》发表研究，建立了两个真实规模AMS牛舍的CFD模型：农场1

  来源：Computers and Electronics in Agriculture

  时间：2025-08-22

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