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2026 04.30

科学岛团队构建配位不饱和铜单原子纳米酶显著提升肿瘤催化治疗效果

近日，中国科学院合肥物质院强磁场中心王辉研究员团队联合中国科学技术大学、中国科学院合肥物质院健康所、澳门大学共同开展研究，成功构建出一种配位不饱和的铜单原子纳米酶，并依托稳态强磁场实验装置（SHMFF）电子顺磁共振谱仪，有效监测材料中·OH的原位生成，揭示了金属中心配位环境与底物吸附能力、电子传输效率及肿瘤催化治疗效果之间的构效关系。相关研究成果以“Enhanced Catalytic Therapy by Modulating Substrate Adsorption and Local Electron Density through Coordinatively Unsaturated Cu-N2Single-Atom Sites on Carbon Dots”为题，发表在Advanced Functional Materials上。恶性肿瘤现有诊疗手段存在的精准性不足、毒副作用大等问题，是导致癌症高死亡率的核心临床瓶颈，而单原子纳米酶凭借精准可控的催化活性，为肿瘤微环境响应的精准治疗开辟了全新方向。铜基单原子纳米酶虽因独特的价态特性与高效电子转移能力广受关注，但仍面临底物吸附能
2026 04.30

科学岛团队在激光甲烷气云成像与定量反演技术领域取得新突破

近日，中国科学院合肥物质院安光所张志荣研究员团队在甲烷泄漏检测激光气云三维成像与泄漏率量化反演技术方面取得重要突破，相关研究成果以《基于激光扫描技术的甲烷气云动态成像与反演量化方法》为题，发表于Environmental Science Technology。油气管道甲烷泄漏不仅造成巨大经济损失与资源浪费，而且会极大加剧全球气候变暖进程，更重要的是还有严重安全隐患，进一步造成人身伤害的风险。传统甲烷管道泄漏检测以激光云台单点测量为主，仅能获取局部浓度数据，易受风速干扰产生漏报、误报。现有气体成像技术同样存在明显短板：被动阵列探测器成像气体选择性差，极易受背景热辐射影响；主动阵列高分辨率成像硬件成本高昂；传统扫描成像则面临回光效率低、视场受限、扫描滞后效应干扰精度等一系列技术瓶颈，难以同步实现微泄漏可视化、泄漏点定位与泄漏率定量识别。团队基于传统可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS），开创性地实现了检测光束“动态扫描”的特殊处理，成功研发出高性能甲烷三维气云成像遥测系统与泄漏率量化新方法。研发的甲烷成像遥测系统由光收发模块、硬件电路、自研扫描云台与上位机四部分组成，采用收发同轴光路
2026 04.30

广州能源所在海上可再生能源互补开发评估方面取得进展

近日，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在海上可再生能源互补开发评估领域取得新进展。海上风能、太阳能和波浪能具有资源丰富、靠近沿海负荷中心等优势，是未来沿海地区绿色低碳转型的重要方向。然而，现有研究多侧重于资源潜力或单一互补类型分析，缺乏将空间适宜性、时间稳定性和技术经济性统一纳入同一框架进行综合评估。针对这一问题，蔡国田团队构建了栅格尺度的海上风—光—波互补时空技术经济评估框架，以中国海域为对象，系统评估了不同互补组合的开发潜力、稳定性和经济可行性，为海上多能互补开发提供了新的分析框架和决策依据（图1）。图1 研究框架研究结果表明，中国海域海上可再生能源开发潜力巨大，在未来漂浮式技术情景下，多能互补可显著提高海域空间利用效率。其中，风波互补使用约70%的风电适宜海域，但可实现风电单独开发约2.8倍的装机潜力和98%的发电潜力；风光互补使用约31%的风电适宜海域，也可实现风电单独开发约1.7倍的装机潜力和73%的发电潜力，体现出明显的空间协同优势（图2）。图2 不同海上可再生能源类型的开发潜力在稳定性方面，研究发现三种能源的时间输出特征差异明显。风光互补可
2026 04.30

苏州纳米所研发用于热管理可打印的碳纳米管超级塑料

塑料因加工性好、质轻价廉，成为现代社会不可或缺的材料，但其在机械、热、电性能方面的先天不足，限制了它在电子器件热管理等高端领域的应用。碳纳米管凭借超高的机械、热、电性能，被视为提升塑料性能的理想增强体。然而，传统的碳纳米管与聚合物复合方法存在诸多瓶颈，要么碳纳米管负载量低、取向杂乱、分散不均，导致性能提升有限；要么虽然提升了部分性能，却牺牲了塑料原有的加工性，难以实现规模化应用。与此同时，电子器件的小型化与集成化要求热管理材料不仅要具备高热导率，还需实现定向导热，这对材料的热导率各向异性提出了很高要求。如何兼顾碳纳米管的高性能、聚合物的可加工性以及材料的定向热传输特性，成为该领域的关键科学问题。针对上述问题，中国科学院苏州纳米所张永毅研究员及合作者开发出一种可规模化制备的原位碳纳米管-聚合物融合与热加工工艺，成功制备出兼具超高性能与优异加工性的碳纳米管超级塑料（CNTSP），该材料实现了定向高热导、高强高导的特性，且可通过3D打印、热压成型制备成各类结构，为电子器件高效热管理提供了全新解决方案。研究团队采用浮动催化剂化学气相沉积法制备的长碳纳米管网络（碳纳米管长度约100 μm）为基础
2026 04.30

滤波电化学电容器研究取得新进展

滤波电容器是整流滤波电路中的核心元件，起到消除电压纹波、稳定直流信号的关键作用，对保障微处理器、高精度模数/数模转换器等精密电子器件的稳定运行至关重要。相较于传统电解电容器，电化学电容器具有电容密度高、可微型化等优势，为实现电路集成化和器件小型化提供了可能。在实际的60 Hz交流滤波中，滤波电容器需要具备毫秒级的超快响应速度（＜8.3 ms）。然而，常规电化学电容器的电极/电解液界面离子迁移动力学较为缓慢，通常仅具有秒级响应速度（~1 s）。尤其是在深空、极地等低温应用环境下，电极/电解液界面离子迁移能垒进一步升高，严重制约其响应速度。中国科学院金属研究所先进炭及二维材料研究部黄楠研究团队前期采用化学气相沉积等技术，分别构筑了具有高界面电容的硼掺杂石墨纳米墙（Small, 2024, 20, 2310523）和具有宽电化学窗口的硼掺杂金刚石纳米阵列（Advanced Functional Materials, 2026, 36, 2509964）。上述电极材料的垂直纳米孔道结构有效缩短了电极/电解液界面的离子迁移路径，显著提升了响应速度，分别实现了兼具毫秒级超快响应和高电容密度，以及宽
2026 04.30

科学岛团队揭示PTGES3核内转录调控促进肝细胞癌增殖与免疫抑制新机制

近日，中国科学院合肥物质院健康所/合肥肿瘤医院王宏志研究员、洪波研究员与安徽医科大学第一附属医院陈江明副主任医师合作，发现前列腺素E合酶3（PTGES3）在肝细胞癌中发挥非经典核内转录调控功能，通过PTGES3/SP1/TGF-β信号轴，同时驱动肿瘤增殖与免疫抑制性微环境重塑。相关研究成果以“Nuclear prostaglandin E synthase 3 promotes hepatocellular carcinoma growth with immunosuppressive macrophage polarization via the SP1/TGF-β axis”为题，发表于Molecular Biomedicine。PTGES3（又称p23）传统上被认为是细胞质中HSP90分子伴侣的辅助因子。尽管近年来研究发现其可转位至细胞核，但其在肿瘤中作为核内转录调控因子的角色此前鲜有报道。肝细胞癌的临床治疗面临肿瘤增殖与免疫抑制微环境协同建立的双重挑战，然而驱动这一过程的核内上游分子机制长期不明。研究团队通过多个公共数据集和临床标本验证，确认PTGES3在肝癌中显著高表达并与患
2026 03.31

科学岛团队在偏滤器热负荷控制与高性能台基兼容运行模式研究方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质院等离子体所徐国盛研究员团队及其合作者在偏滤器瞬态和稳态热负荷集成控制研究中取得重要进展。该研究首次在金属壁环境中，于分钟量级时间尺度上，演示了一种能够将偏滤器部分脱靶、无边缘局域模的高约束模式运行与高台基性能相结合的等离子体运行模式。这项研究结果以“Turbulence-Driven Edge-Localized-Mode-Free High-Confinement Mode with Divertor Detachment in a Metal-Wall Tokamak”为题发表在Physical Review Letters上。在下一代聚变装置中，偏滤器热负荷控制面临着挑战。一方面，偏滤器靶板需要承受极高的稳态热负荷；另一方面，在高约束模式下等离子体边界会产生一种称为边缘局域模（ELM）的周期性不稳定性，它所爆发产生的瞬态热负荷可能损伤装置内部件并引入杂质。通常通过注入轻杂质气体进入偏滤器脱靶状态来缓解其承受的稳态热负荷。然而，深度脱靶常常会冷却等离子体边缘的台基区域，导致性能下降。此前实现的无ELM运行往往伴随着台基性能的退化。因此，探索一种能同时实现偏
2026 03.31

科学岛团队在笼目超导体新型局域电子态研究中取得重要进展

近日，中国科学院合肥物质院、安徽大学、中国科学技术大学等组成的联合科研团队，在笼目超导体新奇量子态研究中取得重要进展。联合团队利用单原子杂质作为局域的“量子探测器”，借助扫描隧道谱学手段成功观测到两类特殊的低能准粒子态，为体系中可能存在的手性环路电流序以及自赋型拓扑超导态提供了关键的实验线索。相关研究成果以“Symmetry-broken Kondo screening and zero-energy mode in a kagome superconductor”为题，在线发表于Nature Physics。在钒基笼目超导体系CsV3Sb5中，由于其奇特的子晶格对称性及几何阻挫效应出现了丰富的量子物态和演生效应，近年来引起了领域的广泛关注。其中部分实验结果显示，该体系的电荷密度波态可能伴随着自发的时间反演对称性破缺，并且它的产生与领域内长期寻找的“环路电流序”有关。然而，该电子序对应的实验信号非常微弱，且对材料中的应力等外界刺激非常敏感，因此宏观尺度的测量结果尚存在较多争议。与此同时，该材料超导态的微观机制尚不明确，其正常态的拓扑属性是否可以在超导态诱导出奇异激发模式也有待进一步揭示
2026 03.31

金属所仿生材料研究取得系列进展

结构材料的性能不仅决定装备的工作深度、运行速度和负载能力等关键指标，更直接影响其服役安全性、可靠性及使用寿命。随着服役环境日趋极端、任务工况愈加复杂，结构材料在强度、韧性、阻尼、耐疲劳以及导电、耐热等多个方面性能要求不断提升，材料设计由满足单一性能指标为主转向多维性能的同步提升，结构-功能一体化需求日益凸显。然而，材料不同性能之间普遍存在相互制约关系：在力学性能层面，强度与韧性往往难以兼顾，强度的提高通常伴随着塑性和损伤容限的下降；同时，力学性能与电、热等功能之间也常相互制约，进一步加剧了材料综合性能协同提升的难度。与此同时，传统的成分设计、组织调控及常规复合等方法在材料性能提升方面已逐渐逼近理论或工程极限，难以从根本上突破结构-功能一体化所面临的约束。因此，亟需探索材料协同强韧化与结构-功能一体化的新原理与新方法。自然界中的贝壳、骨骼、竹子等生物材料虽然化学组成简单、形成条件温和，但在长期进化过程中形成了由宏观至原子尺度的复杂多尺度结构，从而展现出优异的综合性能，可为人造材料设计提供宝贵启示。近期，金属研究所材料疲劳与断裂研究部张哲峰研究员团队成员刘增乾研究员联合所内铝镁合金、特种复
2026 03.31

科学岛团队在原子尺度磁表征技术方面取得重要进展

近期，中国科学院合肥物质院强磁场中心、安徽大学、德国于利希研究中心、武汉理工大学等团队合作，在磁性表征技术领域实现重大突破，开发出一种能在原子尺度上解析反铁磁序的原创性表征方法，相关研究成果以“Magnetic circular dichroism imaging of atomic-scale antiferromagnetic order at a buried interface”为题，发表于Nature Nanotechnology。反铁磁材料因其相邻原子磁矩反平行排列、净磁化强度为零，具备抗外场干扰能力强、响应速度快等特性，被视为高速高密度信息存储与自旋电子器件的理想候选材料。然而，其零净磁化特征使传统磁性表征手段面临严峻挑战。目前，反铁磁序的研究主要依赖于散裂中子源和同步辐射光源等大科学装置，但存在空间分辨率有限、依赖宏观有序结构、难以用于微区与界面研究等瓶颈。针对上述难题，研究团队聚焦于显微方法与磁性表征技术的原始创新，基于球差校正透射电镜，提出并实现了原子柱分辨电子磁圆二色谱（EMCD）测量技术。该技术的核心突破在于，利用磁性原子柱两侧电子能量损失谱（EELS）信号的手

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