碳纳米管网络增韧金刚石复合材料研究取得关键突破
2026-07-21
2026年7月9日，国际顶级学术期刊《自然·合成》（Nature Synthesis）在线发表了一项重磅研究成果。由中国科学院物理研究所、北京航空航天大学、宁波东方理工大学等多家单位组成的联合研究团队，基于外部增韧策略成功制备出三维连续多壁碳纳米管网络增韧金刚石复合材料（3D-MWCNT-diamond）。
金刚石素有“硬度之王”的美誉，其独特的sp3 杂化四面体结构赋予了它高达60-120 GPa的极限硬度，是制造切削刀具、钻探工具等不可或缺的工程材料。然而，金刚石的低断裂韧性极低（3.4-5.0 MPa·m1/2）使其极易发生脆性断裂，严重限制了其在更广泛工业场景中的应用。既想要金刚石的“硬”，又不想它那么“脆”——这道困...
2026-07-20
X射线鬼成像（X-ray ghost imaging, XGI）是一种非局域成像方法，因其具备低剂量成像的潜力，是目前的研究热点。该方法通过两束独立X光的强度关联重构样品结构：强度分布随机涨落的热（赝）光场分为两束，一束为“参考光”，另一束为与样品发生相互作用后进行积分探测的“信号光”。XGI在物光路中采用高灵敏桶探测器，可最大限度减少目标物体受到的剂量。尽管参考光路的高分辨数据采集需要大曝光量，但这部分辐射不会影响到样品。 传统放射成像只需对样本单次曝光，而鬼成像需要在调制光场下对物光路进行多次采样以完成图像重建。因此，XGI的光子计数（即累积曝光量）等于单次测量曝光量与测量次数的乘积。要实现百万像素级X射线鬼成像，传统鬼成像方法需要的测量次数十分庞大，很难将XGI的低剂量成像潜力变为现实。 据此，中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心（以下简称“上海光源”）研究团队提出了一种百万像素极低照度X射线鬼成像方法（Ultra-low-light megapixel X-ray ghost imaging, UMXGI），以突破这一瓶颈问题。相较已有方法，UMXGI的独特优势来源于一下三项核心要素的有机协同：1）优化分束与信号采集。采用大光斑、高均匀度、强关联特性的X射线晶体分束方案，该光路结构可同步完成物臂与参考臂的信号采集，将弱衍射光束用于物臂探测，强透射光束用于参考臂探测。2）定制化探测器布局。为两路光分别匹配专用探测器：低光强物臂搭配低分辨率、高灵敏度光纤耦合探测器，高光强参考臂搭配高空间分辨透镜耦合探测器。3）高效成像机制。利用上海光源X射线成像组提出的合成孔径成像机制，仅需极少量的测量次数即可实现百万像素级关联成像。该项研究充分利用XGI关联成像的固有物理优势，探索实现极低照度X射线影像的可行性。
X射线鬼成像（X-ray ghost imaging, XGI）是一种非局域成像方法，因其具备低剂量成像的潜力，是目前的研究热点。该方法通过两束独立X光的强度关联重构样品结构：强度分布随机涨落的热（赝）光场分为两束，一束为“参考光”，另一束为与样品发生相互作用后进行积分探测的“信号光”。XGI在物光路中采用高灵敏桶探测器，可...
2026-07-15
近日，等离子体所科研团队与北京邮电大学、深圳大学、中国移动软件技术有限公司等单位合作，在EAST托卡马克装置上利用经典‑量子混合框架开展诊断数据研究取得新进展。
近日，等离子体所科研团队与北京邮电大学、深圳大学、中国移动软件技术有限公司等单位合作，在EAST托卡马克装置上利用经典‑量子混合框架开展诊断数据研究取得新进展。科研团队提出一种基于Koopman算子理论与量子机器学习的物理启发式经典-量子混合框架，能够有效解决下一代磁约束聚变装置在复杂电磁环境下诊断数据实时...
2026-07-14
肉桂醛（Cinnamaldehyde，CAL）的选择性氢化是精细化工领域的重要反应，其产物—肉桂醇和苯丙醛等广泛应用于香料、药品和高端化学品合成。然而，CAL分子中同时存在C=C和C=O两种不饱和键，传统催化剂难以区分二者，常导致产物混杂、选择性差、催化剂失活等问题。单原子催化剂虽能提高原子利用率，但氢解离能力不足；而纳...
2026-07-14
极贫金属星是研究早期宇宙、银河系演化、和第一代恒星性质的重要探针。近日，由中国科学院国家天文台赵刚院士和闫宏亮研究员所领导的国际研究团队，对100余颗极贫金属星（金属丰度低至−4.3 dex）开展了系统性的非局部热动平衡（NLTE）丰度分析。在该系列研究中，研究团队重新审视了贫金属星“锂平台”（也称为Spite Plateau）的性质，发现这一被广泛认为反应宇宙大爆炸原初锂丰度的平台并不是“平坦”的，而是随金属丰度的增加而升高，表明宇宙早期可能一直存在一种锂的产生机制。这一发现对宇宙锂问题提出了新的见解，原初锂丰度可能并不“原初”，而是来自于银河系后天锂形成与锂消耗相互竞争平衡的结果。
极贫金属星是研究早期宇宙、银河系演化、和第一代恒星性质的重要探针。近日，由中国科学院国家天文台赵刚院士和闫宏亮研究员所领导的国际研究团队，对100余颗极贫金属星（金属丰度低至−4.3 dex）开展了系统性的非局部热动平衡（NLTE）丰度分析。在该系列研究中，研究团队重新审视了贫金属星“锂平台”（也称为Spite Pla...
2026-07-09
扩散（Dispersal）是物种应对气候变化、实现分布区迁移与拓殖的过程，物种依靠分布区迁移、开拓新生境，追随适配的气候条件、规避极端胁迫环境，从而实现种群延续。当下全球气候变暖速率不断攀升，物种能否通过扩散完成新生境定殖，不仅直接决定种群存续与否，更是学界模拟物种分布变迁、定量评估物种灭绝风险的科学基础。然而，扩散个体能否成功建立可存续种群，往往受新生境生态位不匹配效应的制约。现有研究在支撑相关理论的分子证据仍十分匮乏，导致难以解析生态位不匹配限制定殖成效的内在机制，也直接影响到气候变迁驱动下物种地理分布格局重塑的预测。
扩散（Dispersal）是物种应对气候变化、实现分布区迁移与拓殖的过程，物种依靠分布区迁移、开拓新生境，追随适配的气候条件、规避极端胁迫环境，从而实现种群延续。当下全球气候变暖速率不断攀升，物种能否通过扩散完成新生境定殖，不仅直接决定种群存续与否，更是学界模拟物种分布变迁、定量评估物种灭绝风险的科学基础...
2026-07-07
华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室黄巧云教授团队依托合肥光源红外谱学和显微成像线站发展的红外显微谱学成像技术，揭示了微生物残体碳在矿物界面的固定机制。
全球土壤有机碳储量约为1500 Pg，超过植被和大气碳库的总和，其微小变化即可强烈反馈于大气CO2浓度和全球气候。在这一庞大碳库中，微生物残体碳储量约758Pg，占比达50%，是陆地生态系统中最具封存潜力的稳定碳组分。以往实验普遍强调铁氧化物对有机碳的选择性固定，将“有机碳-矿物相互作用”视为土壤有机碳稳定的核心机...
2026-07-07
近日，中国科学院海洋研究所海藻化学与海洋药物研究组联合深海生态系统过程和健康评价研究组，在深海冷泉贻贝来源新型抗凝血活性肽的智能发掘与作用机制研究方面取得新突破，相关成果以封面论文形式发表于美国化学会期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry。
近日，中国科学院海洋研究所海藻化学与海洋药物研究组联合深海生态系统过程和健康评价研究组，在深海冷泉贻贝来源新型抗凝血活性肽的智能发掘与作用机制研究方面取得新突破，相关成果以封面论文形式发表于美国化学会期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry。图1 本期Journal of Agricultural and Food Chemistr...
2026-07-06
中国科学院上海高等研究院杨辉研究员和祖连海研究员团队在Advanced Materials上发表题为“Confinement-Engineered Ir-IrO2 Interfaces Activate Hydrogen-Bond-Mediated Oxide Pathway Mechanism for Durable Acidic Water Oxidation”的研究论文。
近日，中国科学院上海高等研究院杨辉研究员和祖连海研究员团队在Advanced Materials上发表题为“Confinement-Engineered Ir-IrO2 Interfaces Activate Hydrogen-Bond-Mediated Oxide Pathway Mechanism for Durable Acidic Water Oxidation”的研究论文。团队针对酸性析氧反应（OER）中氧化物路径机制（OPM）长期以来主...
2026-07-03
近日，中国科学院上海高等研究院绿色氢能与高效储能团队提出限域工程策略，构筑超薄孪晶Ir-IrO₂异质界面，稳定形成2.68 Å Ir–Ir双位点，为激活氧化物路径机制（OPM）提供结构基础。结合原位ATR-SEIRAS、同位素DEMS、原位X射线吸收谱及理论计算，团队首次揭示了界面氢键介导氧化物路径机制（Hydrogen-Bond-Mediated Oxide Pathway Mechanism，HB-OPM）。研究发现，界面氢键网络可稳定含氧中间体、促进O–O键形成并抑制Ir过氧化，为酸性OER提供了新机理解释。基于该机制设计的催化剂在PEM电解水中展现出优异性能：在超低Ir载量（0.28 mgIr cm-2）下即可实现1.71 V达到2 A cm-2，并在1 A cm-2条件下稳定运行超过7500小时。为低铱高稳定PEM电解水催化剂设计提供了新策略，也为理解电催化界面氢键作用及氧析出反应机制提供了新的理论依据。
质子交换膜水电解中，析氧反应是根本瓶颈，仅铱基催化剂可耐受酸性工况，但铱的稀缺性使低载量下实现高活性和耐久性成为重大挑战。氧化物路径（OPM）机制通过相邻的双位点偶联实现O–O直接键合，可规避传统AEM限制和LOM退化。然而OPM要求Ir–Ir间距处于2.6–2.9 Å，传统催化剂会在长时间大电流工况下导致Ir–Ir间距扩大...
综合极端条件实验装置用户在强无序超导体太赫兹非线性动力学研究中取得重要进展
2026-07-03
近日，北京大学物理学院王楠林教授、董涛副研究员课题组与中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心汪信波副研究员等合作，依托国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置”（SECUF），在强无序超导体的太赫兹非线性响应研究中取得重要突破。研究团队利用联合研发的极端条件太赫兹高次谐波测量系统，揭示了强无序氮化铌（NbN）薄膜中正常态电子与超导态Higgs模之间的耦合与量子干涉效应。
近日，北京大学物理学院王楠林教授、董涛副研究员课题组与中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心汪信波副研究员等合作，依托国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置”（SECUF），在强无序超导体的太赫兹非线性响应研究中取得重要突破。研究团队利用联合研发的极端条件太赫兹高次谐波测量系统，揭示了强...
2026-07-03
近期，北京师范大学博士生黄博闻在苑海波教授指导下，利用 BEst STar（BEST）数据库，针对Johnson–Kron–Cousins UBVRI 测光系统的Landolt标准星，开展了高精度的检验与重定标工作。团队发布了包含约 47,000 颗毫星等级别精度的重定标后的标准星星表，并基于 LAMOST DR12 的恒星大气参数和 Gaia DR3 测光数据，进一步构建了包含约 540 万JKC新标准星星表。相关成果正式发表于国际著名天文期刊《天体物理学报增刊》。合作者还包括中国科学院大学肖凯博士及清华大学张若羿博士。
近期，北京师范大学博士生黄博闻在苑海波教授指导下，利用 BEst STar（BEST）数据库，针对Johnson–Kron–Cousins UBVRI 测光系统的Landolt标准星，开展了高精度的检验与重定标工作。团队发布了包含约 47,000 颗毫星等级别精度的重定标后的标准星星表，并基于 LAMOST DR12 的恒星大气参数和 Gaia DR3 测光数据，...
2026-07-02
近日，Nature发表题为“Fast formation to reinforce lithium-rich cathodes”的研究论文。该研究围绕锂离子电池富锂层状氧化物正极材料的快速化成机制开展系统研究，发现与传统低倍率化成相比，提高首圈充电倍率不仅有望缩短制造时间、降低能耗，而且能够通过保留残余锂离子增强材料结构稳定性，从而同步提升可逆容量和循环寿命。论文通讯作者为美国西北大学李坚涛和厦门大学谢清水、彭栋梁；中国科学院高能物理研究所樊龙龙、袁清习等作为论文共同作者参与研究。
近日，Nature发表题为“Fast formation to reinforce lithium-rich cathodes”的研究论文。该研究围绕锂离子电池富锂层状氧化物正极材料的快速化成机制开展系统研究，发现与传统低倍率化成相比，提高首圈充电倍率不仅有望缩短制造时间、降低能耗，而且能够通过保留残余锂离子增强材料结构稳定性，从而同步提升可逆容量和...
2026-06-30
Cell Research在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心杨巍维研究组联合复旦大学附属中山医院李全林主任医师和复旦大学刘妍君研究员的合作研究成果：“Compression-induced metabolic adaptation drives confined tumor cell migration and distant metastasis via malate-dependent microtubule reinforcement”。该研究揭示了二氢硫辛酰胺脱氢酶（DLD）响应物理挤压信号，增强肿瘤细胞在受限空间内的运动能力，从而促进肿瘤转移的分子机制。
癌症转移是导致超过90%癌症患者死亡的原因，也是癌症进程中最为致命、作用机制尚不明确的阶段。癌细胞在转移过程中，必须穿越包括致密的细胞外基质、狭窄的毛细血管和内皮间隙在内的多种物理受限空间。尽管已知癌细胞会重编程自身代谢以促进进展，但具体的代谢适应机制如何帮助它们克服这些物理障碍，从而驱动远端转移，...
2026-06-29
针对超高压、低温环境下凝聚态材料红外精细探测的迫切科研需求，合肥光源红外谱学与显微成像线站也自主研发出一套覆盖中远红外波段的低温高压红外显微谱学装置。
极低温、超高压、强磁场等极端条件，是基础物理与材料科学研究的重要载体，不仅可发掘全新物质态、调控材料物性，还能模拟天体内部环境，为基础理论研究提供关键支撑。红外光谱技术凭借突出优势，是极端条件下解析物质微观特征的核心表征手段。合肥光源红外谱学与显微成像线站长期致力于同步辐射红外光谱装置的研制和技...
