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2026 07.01

合肥物质院等离子体所“人造太阳”项目聚变堆超导磁体研发取得新突破

6月27日，中国科学院合肥物质院等离子体所“人造太阳”项目取得最新进展，环向场（Toroidal Field，TF）超导磁体、高温超导中心螺管（Central Solenoid‌，CS）线圈等两套聚变堆关键超导磁体先后完成研制验收与满参数测试，核心技术实现100%国产化。聚变堆环向场超导磁体顺利完成全部工艺工序，通过专家组综合验收。该磁体长21米、宽12米、高3.3米，总重量达582吨，体积是国际热核聚变堆ITER TF磁体的1.3倍，储能是其3倍，成为目前全球尺寸最大的聚变堆超导磁体。环向场磁体是聚变堆最重要的部件之一，在聚变装置运行过程中，超导磁体产生强磁场束缚上亿度高温等离子体，其中环向场磁体负责构建环向磁场，借助洛伦兹力牢牢约束等离子体，减少高能粒子对真空室器壁的冲击损耗。超导磁体须在极低温、大电流、强辐射、高应力等极端条件下，稳定可靠运行60年。环向场磁体运行电流98千安，总储能120吉焦，16个环向场磁体在装置等离子体中心产生6.5特斯拉磁场，磁体最高磁场14.5特斯拉。该项目历时6年，经过设计、预研、研制、测试等一系列关键环节，整套磁体全链条实现100%国产化。项目申请授
2026 07.01

科学岛团队利用压力诱导姜-泰勒畸变在常压“捕获”锰硒碲合金高压超导相

超导电性通常依赖于材料的高压亚稳态晶体结构，将高压诱导的超导态“锁定”在常压环境，是超导领域研究长期面临的挑战。中国科学院合肥物质院固体所王贤龙研究员和王培副研究员团队与上海高压科学研究中心曾桥石研究员团队合作，利用化学取代结合高压调控策略，成功将MnSe₀.₅Te₀.₅材料中的高压超导B31型正交相“捕获”并稳定在常压条件下。相关研究成果以“Capture ofB31‐Type MnSe₀.₅Te₀.₅Phase With Structure‐Borne Superconductivity Initiated by Pressure‐Induced Jahn–Teller Distortions”为题发表在Advanced Materials上。通过高压调控晶体与电子结构，研究人员已在超高压下（＞200 GPa）观测到接近室温的超导现象。然而，这类超导状态高度依赖于高压下的亚稳态结构，超导相仅能在压力环境中才能维持稳定，一旦卸压便迅速恢复至初始非超导态，严重制约了高压超导走向实际应用。在锰基硫族化合物中，超导往往与特定的正交B31结构密切相关，但该结构通常需要高压维持。基于上述挑战，
2026 07.01

金属所黎曼猜想研究取得重要进展

黎曼猜想是数学中最核心的基础性问题，与物理、计算机等领域有非常紧密的联系。最近中国科学院金属研究所张志东研究员在黎曼猜想研究方面取得重要进展。研究结果发表在国际学术刊物Physics LettersA591 (2026) 131910。1744年欧拉揭示一个求和系列可以写成对所有素数乘积的形式。1859年黎曼通过复数分析解析拓展了欧拉函数，提出黎曼猜想：黎曼zeta函数的所有非平凡零点都在复数平面实数为1/2的临界线上。1914年哈代证明在临界线上存在无限多个零点，但是这个结果弱于黎曼猜想。因为黎曼猜想要求所有的非平凡零点都在临界线上。我们可以将黎曼zeta函数推广到狄利克雷函数得到广义黎曼猜想：狄利克雷函数的所有非平凡零点都在复数平面实数为1/2的临界线上。学术界有几种尝试解决问题的路径未获成功：1)用计算机寻找黎曼zeta函数的非平凡零点。2)确定多少比例的非平凡零点落在临界线上。3)给出黎曼zeta函数的零点密度估计。这些尝试无法成功的原因是：有限数值的计算机验证与无限性逻辑证明之间存在巨大鸿沟。所有数论工具都是局部性的，无法证明问题的整体性。该问题位于分析、代数、几何和数论的交
2026 07.01

金属所黎曼猜想研究取得重要进展

我国科学家在多体相互作用理论取得重要研究进展。中国科学院金属研究所张志东研究员求出二维次近邻相互作用伊辛模型的精确解。这是张志东研究员求解出铁磁性三维伊辛模型精确解之后取得的又一个重要成果。研究结果发表在国际学术刊物Physical Review E113 (2026) 064111。伊辛模型是一个非常重要的理论模型，可以描述多体相互作用自旋体系的物理性能和相变过程。二维次近邻相互作用伊辛模型的精确解是物理学的百年难题，是与三维伊辛模型精确解同等难度的问题。张志东研究员证明二维次近邻相互作用伊辛模型与增加一个第三维方向相互作用的三角晶格伊辛模型等价。阐明这个第三维方向的相互作用与三维伊辛模型第三维度的相互作用类似，均导致非平庸拓扑结构和长程自旋量子纠缠。非平庸拓扑结构对多体相互作用体系的热力学物理性质和临界现象有一个附加的贡献。通过拓扑洛伦兹变换，获得二维次近邻相互作用伊辛模型的配分函数、居里温度、自发磁化强度、临界指数等物理性质的精确结果。由于求解出二维次近邻相互作用伊辛模型的精确解，通过与其他伊辛模型的精确解做比较得到如下规律：增加一个单胞中相互作用数或者出现/增强拓扑学贡献均能够
2026 07.01

苏州医工所在数字化单分子酶活性实时检测中取得进展

分子诊断用酶是核酸检测体系的核心催化元件，可以高特异性的催化核酸生化反应，在核酸扩增、基因测序与基因突变检测等关键环节不可或缺，是保障分子诊断实现高灵敏度与高特异性的核心基础。其中，单分子酶是单分子长读长荧光测序的核心催化引擎，对长片段核酸测序解析至关重要；但是，该类型酶需在高强度激光环境中长期持续工作，工作光强往往超出酶自身天然耐受阈值，因此酶的抗激光损伤能力已成为制约超长读长荧光测序性能提升的关键瓶颈。酶活表征多采用宏观群体平均检测模式，该方法会抹平不同酶单体固有的功能异质性，难以精准量化单分子个体差异。而现有已建立的单分子表征技术普遍存在检测通量偏低、评价参数单一静态、难以长时间原位动态追踪等短板，无法满足长时程、高通量的单分子酶活动态定量分析需求。图1.AI辅助数字化单分子活性追踪平台针对这一关键瓶颈，团队创新开发了“AI辅助数字化单分子酶活性追踪平台（dSMAT）”。利用微米孔限域隔离单个DNA聚合酶滚环扩增反应，结合自研U-Net算法，校正漂移并精准提取降噪，基于对数千个单分子酶扩增动力学荧光斜率的15小时长效监测，定量表征酶催化速率、内在异质性与合成稳定性等关键功能特征参
2026 07.01

钙钛矿超晶格中“过弛豫”应变态的发现

近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心唐云龙研究员团队在钙钛矿铁电超晶格界面应变弛豫机制与极化拓扑结构调控研究中取得重要突破。他们发现，生长于单晶NdGaO3衬底上、名义上受压应变的(PbTiO3)10/(SrTiO3)5超晶格体系中存在一类通过位错介导的“过弛豫”应变调控机制，能实现名义压应变(约-1.0%)到实际拉应变(约0.7%)的最终应变状态，进一步实现了极化涡旋阵列的构筑与调控。该成果于2026年6月21日以“Over-Strain-Relaxation State and Dislocation-Governed Polar Topologies in Ferroelectric Superlattices”为题发表于Advanced Materials杂志。铁电材料中的极化拓扑结构(如极化涡旋、通量闭合畴、极化斯格明子等)因其在低功耗、高密度信息存储领域的应用潜力而备受关注。长期以来，学界普遍认为，周期性极化拓扑结构的形成依赖于拉应变调控。相比之下，在压应变衬底上外延生长的铁电薄膜(如PbTiO₃)往往倾向于形成纯粹的面外极化：如何在压应变条件下诱导和调控极化
2026 07.01

金属所首次揭示极端条件下的电池材料失效机制

在新能源领域，电池技术的飞速发展正推动相关研究沿“两极”不断深化：一是向极微观机制认识深入，二是向极端服役工况拓展。钴酸锂（LiCoO2）是消费类锂离子电池中应用最广泛的正极材料之一，具有高体积能量密度、稳定电压平台和优良制造适配性。随着智能终端、便携电子设备和高集成度3C产品对续航能力提出更高要求，将钴酸锂充电截止电压由传统商业化应用中的约4.2—4.4 V进一步提升至接近5 V，被认为是释放其容量潜力、提高电池能量密度的重要途径。然而，极端高电压下的深度脱锂会显著放大正极材料的结构不稳定性，引发快速容量衰减和循环寿命降低。长期以来，钴酸锂在常规电压范围内的相变行为和结构退化已有较为丰富的研究，但面向下一代高能量密度电池的5 V极端高电压工况，其原子尺度结构失效起源和演化机制尚存在认知空白，已成为制约钴酸锂正极材料技术瓶颈突破的关键科学问题。近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心王春阳研究员团队经过近两年的科研攻关，利用原子尺度超分辨成像技术，首次揭示了钴酸锂正极材料在极端高电压工况下的原子尺度失效机制。相关研究以《Atomic origins of ultrahigh-
2026 07.01

稀土掺杂提高Aurivillius相化合物光催化材料稳定性

利用半导体光催化材料将太阳能直接转化为氢能，是制取“绿氢”的重要技术路径，也是实现“双碳”战略目标的关键科技支撑之一。然而，许多高活性光催化材料（如CdS、BiVO4、Aurivillius相化合物等）在光解水过程中普遍面临严峻的光腐蚀问题——材料结构破坏、催化活性迅速衰减，成为制约其走向实际应用的核心瓶颈之一。针对这一问题，研究人员已发展出负载助催化剂、构筑异质结构、优化反应条件等多种调控策略，试图通过促进光生电荷转移、减少表面电荷积累来提升材料的光化学稳定性。但这些方法本质上仍属于“治标”之举，未能改变材料自身易于发生光腐蚀的热力学倾向，因此难以从根本上扭转局面。如何从材料本征特性出发，设计发展兼具高活性和高稳定性的光催化材料，已成为领域亟待突破的关键科学问题。研究表明，光腐蚀的本质是光生电子或光生空穴诱导的材料表面自还原或自氧化反应。材料是否容易“被自己攻击”，取决于其自氧化/自还原电位与水氧化/水还原电位之间的热力学竞争关系。若材料自身的氧化还原反应较水的水解反应更易发生，则光腐蚀倾向加剧；反之，材料则趋于稳定。以典型的Aurivillius相化合物Bi3TiNbO9为例，其表
2026 07.01

苏州纳米所团队在气凝胶超薄御寒纺织涂层方面取得进展

在高寒、高海拔、强风等极寒环境中，如何让服装既轻薄又保暖，一直是个人热管理领域的重要研究方向。传统棉、羽绒等保暖材料虽然具有良好的隔热性能，但在潮湿、压缩或强风环境下，保暖效果容易下降甚至失效；而气凝胶材料虽然以超低热导率和轻质特性著称，却长期受限于脆性大、加工性差等问题，难以直接应用于纺织品。针对这一难题，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王锦研究员等提出了一种“气凝胶功能基元”策略并进行了大量实践，即以气凝胶颗粒、气凝胶微球、气凝胶粉体等微米级宏观尺寸单元作为气凝胶功能基元，通过人工序构与其他高分子等基底材料非吞噬无损复合，使已经制备好的气凝胶分散在传统高分子、相变材料等基底中，既保留气凝胶轻质、低热导率等特性，又解决其脆性大、难加工等瓶颈问题，达到功能互补与融合，从而实现对材料力学、热学、光学等理化性能的调控，相关工作近期以“氧化硅气凝胶功能基元策略赋能先进热管理材料”为题发表在《科学通报》上。进一步采用气凝胶功能基元策略，将超疏水氧化硅气凝胶颗粒作为功能基元，引入闭孔结构PET纺织基材表面，构筑出气凝胶功能化纺织涂层材料（AFTC）。该材料兼具轻薄、保暖、防风、防水和可加工
2026 07.01

科学岛团队提出一种多源信号融合与机理协同的金属增材制造监测方法

近日，中国科学院合肥物质院智能所朱锟鹏研究员团队提出一种金属增材制造中多源信号融合与机理引导的全新范式，能够显著提升缺陷识别精度，为激光粉末床熔融（LPBF）过程低成本、规模化、高精度在线监测提供理论支撑与技术方案。相关研究成果发表在Additive Manufacturing上。近年来，熔池状态监测已成为揭示LPBF工艺动态演化规律、解析熔化机理、预测成形缺陷的核心技术。然而，现有研究大多依托熔池图像与深度学习算法开展端到端智能监测，鲜有通过多源数据融合实现熔池数据生成的相关探索；同时，面向LPBF工艺的低成本监测研究尚未得到充分关注，尤其缺乏机理知识引导与数据驱动建模相融合的系统性研究。基于此，研究团队构建了一种机理引导的多源数据融合模型，实现了熔池图像序列的高精度生成。该模型通过物理引导多源融合，生成熔池图像并迁移用于孔隙识别，能够在浅层完成近红外、光电二极管及可见光信号成对信息高效交互与自适应赋权，在深层通过查询矩阵编码、特征融合与差分运算实现全局特征深度聚合，从而显著提升多源特征提取与融合能力。同时，通过引入物理引导多模态融合分支，将数值模拟熔池信息转化为可学习权重，在深层网

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