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  • CMOS 氧化物中的温度不敏感纳米机械谐振器

    摘要近百年来,石英一直是稳定时钟生成材料的首选,这得益于其独特的温度不敏感刚度,使其在宽温度范围内频率变化仅为百万分之几。然而,石英无法与硅单片集成,亚百万分之一或十亿分之一级的石英模块需要离散封装,并配备温度传感和补偿电路,或采用恒温控制晶体振荡器实现方案,从而增加了封装体积、装配复杂度和功耗。这些局限性限制了在计算、无线通信以及在无法使用全球定位系统条件下的导航中分布式节能时钟的可扩展性。在此,我们介绍了一种互补金属氧化物半导体兼容的谐振器平台,该平台通过将表现出相变诱导异常弹性的氧化铪-氧化锆与二氧化硅结合,实现了温度不敏感的机械响应。这种组合能够同时补偿频率的一阶和二阶温度系数,并结合

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 基于非对称垂直双栅 WSe2 晶体管的二维数字 - 模拟多模式电路

    摘要数字 - 模拟多模操作是下一代集成电路的关键使能技术,提供了满足动态系统需求所需的性能和多功能性。然而,在单个电路中实现此类操作面临着巨大挑战,因为这对晶体管的载流子输运行为有着根本不同的要求。在此,我们报道了一种旨在实现数字 - 模拟多模操作的非对称垂直双栅 (AVDG) 器件架构。具体来说,AVDG 晶体管结合了非对称源漏配置,以及用于势垒展宽和金属屏蔽的双空气间隙,使得漏源偏压能够作为额外的控制端子。该设计实现了对沟道载流子极性和源漏注入势垒的协同调制,使得器件能够被编程为多种载流子输运状态。这些多样的场效应特性使得通过结合编程双栅电压和漏源偏压,能够实现可重构的多功能逻辑和模拟操作

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 用于超宽带体相光伏光电探测的对称协同光场工程

    摘要体光伏效应(BPVE)能够在无外加偏压的条件下实现光-电转换,但其实际应用受到低光子能量下光响应迅速衰减的制约。我们在此表明,通过手性碲纳米线与不对称等离激元微结构之间的跨尺度对称性协同,可以突破这一局限。纳米线提供晶体允许的光伏电流通道,而微结构将光学激发重新分布为该通道所对准的空间不对称近场,从而在不改变本征材料机制的情况下放大可测量的零偏压响应。所得器件在室温下可在从可见光到0.22 THz的超宽光谱范围内工作,并在远低于带间跃迁区域的频率下仍保持明显的太赫兹响应。近场成像、偏振分辨测量、电磁仿真及对称性对照实验一致地支持了这一机制。这些结果确立了器件尺度光场对称性作为一种强有力的设

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 独立式亚微米级皮层脑电图电极阵列

    摘要脑皮层电图电极阵列(EEAs)是关键的大脑计算机接口。为了实现独立支撑——这为制造和植入奠定了基础——EEAs需要保持足够的刚度。然而,为了在大脑皮层上形成无缝且无损的接触,EEAs又应当极其柔软,这构成了一个看似无解的两难困境。在此,受蜻蜓翅膀的启发,我们提出了一种独立支撑亚微米EEA(fs-EEA),它将刚度和柔性——这两种通常互斥的特性——结合在一起。通过引入类似翅脉的框架结构来实现独立支撑能力,同时fs-EEA类似翅膜的Functional区域厚度缩减至850纳米,从而提升了其柔软度。在雄性癫痫大鼠模型上,该fs-EEA展现了优异的皮层贴合性和生物相容性,并提高了脑皮层电图幅值和信

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 通过解耦前驱体还原为中间体与成核过程,实现原子精确金纳米簇的近乎定量产率

    摘要水溶性金属纳米团簇由数至数百个金属原子组成,在生物成像、催化等领域具有巨大应用前景。然而,其实际应用仍受限于合成收率低和产品纯度不足。这一局限性主要源于传统化学还原过程中高活性中间体的同时生成与成核,不可避免地导致结构不明确的副产物形成。我们展示了一种中间体解耦策略,通过顺序两步还原将中间体生成与成核过程分离。具体而言,首先使用温和还原剂将Au(III)前驱体转化为Au(I)–硫醇盐中间体,随后通过强还原剂触发快速成核。这种分步还原抑制了竞争性路径,实现了近乎完全的前驱体到中间体转化,在未进一步纯化的条件下即可获得原子精度的纳米团簇,产率接近100%,纯度超过90%。该方法在2000 mL

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • PER-WDR5相互作用在哺乳动物昼夜节律钟中的作用

    摘要在哺乳动物昼夜节律钟中,转录因子 CLOCK/BMAL1 在招募 MLL1 等共激活因子的活跃状态和与 PER1/2 及 CRY1/2 节律蛋白相关的抑制状态之间循环切换。MLL1 复合物组分 WDR5 也被发现在一种抑制性 PER 复合物中。在此我们显示,WDR5 直接结合于 PER1 和 PER2 的 CRY 结合域(CBD)区域。PER2 通过 PER2/CRY 界面内的 WBM 基序结合 WDR5,这在 PER2/WDR5-、PER2/CRY- 和 RbBP5/WDR5 复合物之间造成了竞争。PER1 主要通过 CBD 外部的一个 WIN 基序结合 WDR5,从而能够形成三聚体 P

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 界面诱导的拉伸应变使氧化钌在高性能酸性水氧化反应中更加稳定

    摘要开发出在酸性条件下兼具高活性和长期稳定性的钌基催化剂对于减少质子交换膜水电解器中对铱的依赖至关重要。本研究指出,将碳点与二氧化钌结合能够形成牢固的界面,从而固定钌活性位点并改善电荷传输性能。经过优化的二维二氧化钌-碳催化剂,其钌负载量较低(25.8 μgRu cm?2),在10?mA?cm?2的电流条件下仅产生140?mV的过电位,并能稳定运行超过1900小时。在质子交换膜装置中,该催化剂在1.833?V的电压下可输出3?A?cm?2

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 可解释机器学习实现从scRNA-seq数据中从头映射细胞类型特异性RNA剪接调控

    摘要选择性感剪接的上下文依赖性调控主要由RNA结合蛋白介导,是塑造多样生物过程的关键转录后机制。用于探索剪接调控的实验方法,如交联免疫沉淀实验和RNA结合蛋白扰动,存在通量低、生理相关性差以及忽视细胞异质性的整体分辨率等不足。在此,我们提出了CASREL,一种机器学习框架,能够直接从单细胞RNA测序数据中重建RNA结合蛋白与选择性感剪接之间的候选调控电路,无需依赖先前的蛋白质-RNA结合注释。CASREL将集成学习与基于Shapley可加性解释的模型解释相结合,利用单细胞剪接谱的独特特征——包括极化的亚型使用、调控程序的最小平均化以及对表达噪声的鲁棒性——来推断RNA结合蛋白与选择性感剪接之间

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 基于PI-RADS评分分层的男性活检策略优化:系统评价与网状Meta分析

    摘要前列腺癌是全球男性第二常见的癌症。诊断技术的进步,特别是多参数磁共振成像和前列腺影像报告和数据系统(PI-RADS),提高了检测精度。然而,对于PI-RADS评分为3-5的病灶,最佳活检策略仍不确定。在此我们展示,对于PI-RADS 3-5病灶,饱和靶向活检与同侧系统活检联合靶向活检在检测临床显著性前列腺癌方面,可达到与系统活检联合靶向活检方案相当的检出率,同时减少不必要的活检。单纯靶向活检仍然不足,且不支持省略PI-RADS 5病灶的系统活检。这些发现支持基于PI-RADS评分制定个性化活检策略,优化资源配置并减少过度诊断。需要在更大队列中使用标准化方案进行进一步验证。

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 产前困扰、婴儿小脑不对称性与早期发育结果

    摘要产前心理困扰与后代的大脑发育异常和不良结局有关。小脑尤其脆弱,其结构改变与儿童发育缺陷相关。本研究探讨了产前焦虑和抑郁、小脑不对称性与婴儿发育结局之间的关系。研究在加拿大阿尔伯塔省卡尔加里的90名孕妇及其婴儿中开展了一项前瞻性队列研究。使用爱丁堡围产期/产后抑郁量表(EPDS)和患者报告结局测量信息系统焦虑-成人简版(PROMIS Anxiety)评估孕妇的产前抑郁和焦虑。在三个月大时通过磁共振成像获取婴儿小脑体积,并计算半球不对称性。在12个月时使用年龄与阶段问卷(ASQ-3)评估发育领域(粗大运动、精细运动、个人-社交、问题解决、沟通能力)。结果显示,产前抑郁预测了婴儿小脑向左偏移的不

    来源:Translational Psychiatry

    时间:2026-09-09

  • 用于高效全干法无镉铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se?)太阳能电池的超薄γ-In?Se?缓冲层

    摘要寻找高效、低成本且可持续的无镉(Cd)缓冲层长期制约着铜铟镓硒(CIGSe)光伏的商业化。在此,我们报道了一种全干法、可扩展的真空沉积策略,用于制备仅使用吸收层本征元素的超薄 γ-In2Se3 缓冲层,从而实现了高性能的无镉 CIGSe 太阳能电池。该工艺与真空制造完全兼容,且无需额外设备。由于其具有强烈的厚度依赖的电子和光学性质,一种非典型的极薄(~10 nm)γ-In2Se3 层表现出展宽的带隙(~3.10 eV),避免了较厚薄膜相关的寄生吸收和导电性差的问题。通过优化生长条件、厚度和后处理,实现了经认证的超过 20% 的转换效率和良好的热稳定性(90 °C 下 1032 小时后保留率

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 铁电可编程镧系发光忆阻器

    摘要空间光计算需要可重写、多级且非易失的光学权重,但许多现有实现方案仍依赖易失性调制器或静态功耗。本文报道了一种基于互补金属氧化物半导体(CMOS)成像的发光忆阻阵列,该阵列利用铒/镱(Er/Yb)掺杂铌钛酸铅(PMN-PT)单晶中的铁电畴翻转来编程非易失性 photoluminescence(PL)发光态。畴重构可以调节稀土发光体的局部晶体场对称性,从而实现16个模拟电平、超过27小时的保持特性、超过10?次的耐久性,以及微秒级的状态编程,同时维持状态的保持过程所需静态功耗为零。一个8×8阵列由衍射光学元件寻址,并由邻近的CMOS传感器读取,可将存储的发光态转换为单帧强度分布图,并通过具备校

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 肿瘤特异性 CRISPR/Cas9 纳米颗粒破坏 CD73 可降低腺苷介导的免疫抑制并增强化疗疗效

    摘要癌症免疫治疗的治疗效果受到肿瘤免疫原性差和免疫抑制性肿瘤微环境(TME)的阻碍,部分原因在于肿瘤内腺苷代谢的重编程。在此,我们开发了可降解的CRISPR/Cas9纳米颗粒,以持久且精准地下调肿瘤微环境中多种细胞亚群的CD73表达,包括肿瘤细胞、内皮细胞、癌症相关成纤维细胞和肿瘤浸润免疫细胞,从而有效干扰腺苷代谢。通过与共递送的化疗药物多柔比星诱导的免疫原性细胞死亡相结合,这一策略协同增强了肿瘤免疫原性,并将肿瘤微环境重塑为免疫刺激状态。这种免疫重塑有助于控制肿瘤,在雌性小鼠的黑色素瘤和三阴性乳腺癌临床前模型中延长了中位生存期。本研究为精准、持久调控癌症免疫代谢提供了一种策略,以改善化疗免疫

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 减轻热暴露并提升鸟类多样性的城市绿化策略

    摘要城市化通过用人工结构取代绿地来影响当地气候,这可能增加热暴露并减少生物多样性。为了在全球范围内维持可持续的城市和社区,必须最大限度地减少这些威胁,尽管城市绿化的有效性尚未得到广泛探索。在此,我们分析了来自全球 1,039 个城市的数据,以评估城市绿化与鸟类多样性之间的关联。当绿地数量或质量较高时,城市绿化与鸟类的极端热暴露降低 23–34% 相关。将绿化覆盖率扩大至城市总面积的 5–10% 显示出最大的降幅,而更高的绿地质量也与较低的热暴露和更高的鸟类多样性相关。在全球各城市中,这些绿化情景与鸟类多样性提高 2–3% 相关。我们的研究发现表明,采用城市绿化实践将有助于支持和增强全球城市生物

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 峨眉山大火成岩省单晶古地磁强度揭示的晚二叠世地核-地表-磁层条件

    摘要晚二叠世涵盖了关渡陆期末和二叠纪末灭绝事件,通常分别与约 2.6 亿年前的峨眉山大火成岩省和约 2.52 亿年前的西伯利亚大火成岩省的就位相关。在此期间,地磁场强度从强烈的二叠 - 石炭纪反向极性超长磁极期(PCRS)状态下降,然而这种减弱的幅度及其潜在的生物学后果仍不清楚。此处我们报告了来自峨眉山辉长岩的综合地质年代学、古地磁和单晶古地磁强度结果。含有单畴磁性包体的斜长石晶体得出的时间平均偶极矩为 4.1 ± 0.7 ×1022 安培·米2,约为现今值的 51%,表明发生了急剧下降。然而,磁场和磁层的减弱程度远远不足以导致臭氧层损耗以及表面紫外线 B 辐射增强至足以驱动灭绝事件的水平。这

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 深度学习从明场图像中识别抗生素的作用机制

    抗菌素耐药性危机迫切需要具有新型作用机制(MoA)的抗生素。虽然生长抑制实验可以识别抗生素分子,但会遗漏低于抑制浓度的有前景化合物,并且无法揭示它们的作用机制。基于成像的药物处理细菌分析可以提供作用机制信息,但当前方法通常需要荧光标记和/或抑制浓度,目前尚不清楚具有新型作用机制的化合物能否被可靠地检测到。在此,我们展示了一种深度学习方法来识别未标记图像中的抗生素作用机制。我们训练了一个卷积神经网络,从暴露于覆盖八种作用机制抗生素的大肠杆菌的明场图像中预测处理条件。我们的方法能够检测到亚抑制浓度的药物暴露,即使每个处理条件仅训练八张图像,也能实现近乎完美的作用机制识别。如果作用机制在训练数据中有

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 多模态MRI至PET图像转换恢复癫痫与轻度认知障碍的疾病特异性低代谢

    摘要背景:目的:正电子发射断层扫描(FDG-PET)的葡萄糖代谢成像有助于定位癫痫的癫痫灶,并诊断阿尔茨海默病和轻度认知障碍,但其放射性示踪剂限制了重复扫描。动脉自旋标记(ASL)是一种磁共振(MR)方法,可在无辐射的情况下测量血流量,但检测这些变化的可靠性较低。我们的目的是从磁共振成像中生成类代谢图像,以解决这些局限性。方法:我们来自颞叶癫痫患者的配对代谢成像和磁共振扫描数据(n = 68;平均年龄37 ± 12岁),以及轻度认知障碍患者和对照组(共 n = 85:53例轻度认知障碍,32例认知正常;年龄50–85岁),开发了FlowGAN,一种深度学习模型,可将动脉自旋标记和结构磁共振图像

    来源:Communications Medicine

    时间:2026-09-09

  • 多组学分析揭示卵巢癌中抗体-药物偶联物的靶向性

    ## 摘要### 背景抗体偶联药物(ADC)是针对难以治疗的癌症的一种有前景的精准医学方法,但临床上已获批的ADC靶点在高龄卵巢高级别浆液性癌(HGSC)中的空间、时间和细胞异质性仍未得到完整阐明。### 方法我们分析了纳入真实世界观察性DECIDER队列的304名患者的867个样本的宏量RNA测序、单细胞RNA测序和全基因组测序数据,系统评估了11个已获批的ADC靶点。### 结果我们展示、和是高表达候选靶点。患者间变异度超过患者内异质性,且在新辅助化疗后进一步降低。靶点表达在不同解剖部位之间高度一致,从诊断到复发期基本保持稳定。单细胞RNA测序结果显示,和最频繁地呈现癌细胞限制性表达。在基

    来源:Communications Medicine

    时间:2026-09-09

  • CNIH4主要通过调节β-肾上腺素能受体的转运来调控雄性小鼠的全身代谢和运动适应

    摘要运动通过重塑骨骼肌和脂肪组织改善葡萄糖和脂质代谢,这些过程依赖于 β-肾上腺素能受体信号传导。受体转运和激活如何在不同组织间协调尚不清楚。在此,我们表明 甜椒同源物 4 控制代谢组织中 β-肾上腺素能受体的定位和活性。抗阻训练后,人类和小鼠骨骼肌中 甜椒同源物 4 的表达增加。所有组织或骨骼肌中 甜椒同源物 4 的缺失会损害 β2-肾上腺素能受体转运,并导致运动诱导的高血糖和葡萄糖利用障碍。其缺失还会加剧饮食诱导的肥胖。在脂肪组织中,甜椒同源物 4 的缺失削弱了 β3-肾上腺素能受体信号传导、产热作用以及运动诱导的脂解作用。药理学激活 β2-或 β3-肾上腺素能受体可部分恢复葡萄糖或脂肪组

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09

  • 900°C热力耦合碳化调控硬碳微结构,实现高性能钠离子软包电池

    摘要硬碳材料是推进钠离子电池大规模储能应用的有前景的候选材料。然而,硬碳中钠储位点与快速扩散动力学之间往往存在根本性的权衡关系。在此,我们通过机器学习设计范式与低温热-力耦合碳化技术,打破了这一长期存在的制约,实现了硬碳微观结构中丰富的钠储位点与快速Na+扩散的协同共存。得益于该低温制备工艺,钠离子软包电池在1.5-4.3 V电压窗口下(基于整个电池)表现出高达208.1 Wh kg?1的高比能量。此外,所需碳化温度从1300 °C降低至900 °C,使能耗降低49.7%,碳排放降低47.5%。本工作不仅为低温条件下制备高性能硬碳提供了一种双场调控策略,也为可持续钠离子电池的发展提供了一条可行

    来源:Nature Communications

    时间:2026-09-09


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