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2025 06.18

金属所在新一代高性能锌碘液流电池技术研究取得新进展

在全球能源需求持续增长与化石能源储量日益枯竭的双重压力下，可再生能源的规模化应用成为了保障能源安全与应对环境挑战的关键。然而，可再生能源固有的间歇性引发的并网波动及电力消纳困境，亟需发展以液流电池为代表的高效长时储能技术。锌碘液流电池基于锌、碘元素丰富的自然储量、本质安全和高能量密度等优势，是新一代液流电池技术中极具发展前景的技术路线。然而，根据经典的“硬软酸碱”理论，锌碘液流电池正负极电解液中形成的离子配位结构一定程度影响了电解液稳定性，致使其规模化应用仍面临技术挑战。近日，中国科学院金属研究所腐蚀基础与前沿研究部腐蚀电化学课题组唐奡研究员和李瑛研究员，在高性能锌碘液流电池研究方面取得重要进展。研究团队创新性提出锌负极碱性电解液环境与碘正极多电子转移路径协同优化策略，通过构建Zn(OH)42−/Zn负极与I−/I2/I+正极，成功研制出开路电压达2.385 V的锌碘液流电池（图1），对发展高能量密度电池具有重要理论和实践意义，相关成果以《A high-voltage alkaline zinc-iodine flow battery enabled by a dual-functio
2025 06.18

科学岛团队提出基于自适应一体式界面的高稳定离子传感新策略

近期，中国科学院合肥物质院固体所黄行九研究员团队针对离子传感界面结构适应性进行了研究，开发了一种高稳定性自适应一体式界面。相关研究成果作为内封面文章发表在国际期刊Advanced Materials上。全固态离子选择电极作为智能生物和化学传感器的关键组成部分，近年来展现出广阔的应用前景。研究团队在前期工作中，基于三明治型全固态界面结构开发了一系列转导层材料（ACS Nano 2024, 18, 12808；Anal. Chem. 2024, 96, 9069；ACS Sens. 2025, 10, 5, 3441；ACS Sens. 2024, 9, 415；Small, 2025, 2501034），实现了多种常见电解质离子的高稳定性检测。研究发现，离子传感性能对传感器的稳定性和可靠性至关重要，其性能本质上受限于传感界面的材料特性及其结构特征。基于此，团队进一步开发了一种基于十六烷基三甲基铵（CTA+）调控的亲脂性二硫化钼（2.0 CTA-MoS2）的高稳定性自适应一体式传感界面。该界面通过时空自适应调控，实现了底部转导层与顶部单片式传感结构的自发无缝集成，从而确保了优异的适应性。通
2025 06.18

紫金山天文台等揭示热木星大气晨昏不对称性

近日，中国科学院紫金山天文台领衔的研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）数据，采用创新的二维大气反演模型，成功揭示了热木星WASP-39 b大气层晨昏不对称的现象，并首次引入基于浅水模拟的动力学约束来提供物理上合理的晨昏温度差异。该成果于2025年5月7日发表在国际天文期刊《The Astronomical Journal》。系外行星大气研究对理解行星形成、演化和宜居性具有重要意义。通过解译不同类型行星的大气成分和结构，可追溯行星系统的形成历史与行星迁移路径，并评估其潜在的生命宜居环境。受大气环流影响，系外行星晨昏两侧大气可能在温度、成分和气溶胶特性上存在显著差异。虽然高分辨率地基观测已在多颗超热/热木星中揭示晨昏大气不对称，但具备红外能力的空间望远镜（如JWST）凭借其卓越的光谱观测和时空分辨率，可为精准探测晨昏线上的温度梯度与化学分布带来全新视角。WASP-39 b是一颗温热的土星质量行星，围绕着一颗距离地球约700光年的G型恒星运行，轨道周期约为4天，平衡温度约为900℃，其大气层膨胀且相对通透，是研究系外行星大气成分的理想目标。JWST对该行星进行了详细观测，已在其大气
2025 06.18

苏州医工所团队提出基于有源数字微流控的核酸绝对定量新方法

传染病防控始终是全球公共卫生领域的重大挑战。由于病毒感染性疾病临床表现多样、传播途径复杂，因此发展准确、灵敏的病毒检测技术对于疫情防控和患者治疗至关重要。然而，目前主流的数字核酸绝对定量方法（如数字PCR、数字RPA）普遍存在操作繁琐、人工依赖度高、耗时长等问题，难以满足应对传染病快速变化的现实需求。近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所（简称：苏州医工所）马汉彬、梅茜团队联合广东省疾病预防控制中心尉超博士提出了一种结合有源矩阵数字微流控(AM-DMF)和重组酶聚合酶扩增（RPA）技术的新型核酸绝对定量新方法，构建出“AM-DMF-ddRPA”一体化平台，实现了60分钟内完成从核酸提取、数字扩增、荧光检测到统计分析的全自动化流程。图1基于AM-DMF-ddRPA方法的超快检测过程图2 AM-DMF-ddRPA方法对流感病毒临床样本进行验证相关研究成果以题为“AM-DMF-ddRPA: An All-in-One Digital Microfluidic Platform for Rapid and Automatic Digital Nucleic Acid Analysis”的文
2025 06.18

苏州纳米所在镁硫电池中串联催化研究取得进展

二次电池因其能量转换效率高、使用寿命长和潜在的低成本而在储能领域具有广阔前景。在过去的十年中，已经研究了各种新型电池，包括碱金属-硫电池，例如室温（RT）钠-硫（Na-S）和钾-硫（K-S）电池，以及其他金属-硫电池，例如镁-硫（Mg-S）、铝-硫（Al-S）、锌-硫（Zn-S）和钙-硫（Ca-S）电池。然而，新兴的金属硫电池面临着严峻而复杂的挑战，与锂离子电池（LIB）相比，镁离子电池（MIB）其输出的体积容量比LIB高两倍。同时，镁在地球上资源丰富，环境友好。然而，镁电池的开发仍然存在一些关键问题，严重阻碍了可充电镁电池（RMBs）的商业化。目前阻碍Mg-S电池实际应用的障碍主要体现在：不导电的硫正极反应动力学缓慢、相容性电解质的设计、镁负极抗钝化的表面优化等。众所周知，Mg2+与电解质中的溶剂配位形成大的溶剂化结构，并且需要在Mg2+参与电化学反应之前或期间脱溶剂。在电极/电解质界面上，脱溶剂步骤和正极或负极氧化还原步骤相互耦合，可视为不同途径的级联反应。然而，目前对Mg-S电池正极的研究现状及进一步发展仍然缺乏系统而深入的总结和分析。结合前期镁/锂/锌电池的相关研究基础（Ene
2025 06.18

亚纳米Cu团簇与Ru单原子协同催化乙炔加氢研究取得新进展

乙烯作为重要的基础化工原料，其纯度直接影响乙烯下游高附加值化学品的生产。由石油裂解制备的乙烯中，通常含有0.5 ~ 2 vol.%的乙炔杂质，乙炔会毒化后续乙烯聚合反应的催化剂。因此，乙炔杂质的脱除是乙烯聚合工业中的关键环节。利用乙炔催化加氢将乙炔转化为乙烯，是去除乙炔杂质的重要手段。目前工业上使用的钯银（PdAg）合金加氢催化剂存在乙烯选择性低、乙烯易过度加氢生成乙烷或绿油等问题。此外，贵金属Pd催化剂会增加催化剂使用成本。因此，开发高性能、低成本乙炔加氢催化剂具有重要意义。铜(Cu)作为一种储量丰富、价格低廉的过渡金属，对乙炔加氢展现出催化活性，研究团队在前期工作中发现，Cu单原子有利于产物乙烯脱附，可实现高乙烯选择性和最大化的金属原子利用率 (Nat. Commun. 2019, 10, 4431.)。然而，相比于贵金属Pd催化剂，Cu自身的氢解离能力较弱，催化乙炔完全转化仍需较高的反应温度（＞200 ℃），实现高活性、高选择性Cu催化乙炔加氢仍是一个挑战。针对这一挑战，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘洪阳研究员和博士研究生隋成荃与北京大学马丁教授、重庆大学孙耿副教
2025 06.18

科学岛团队在大语言模型赋能肝癌精准治疗方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质科学研究院健康所李海研究员团队在肝细胞癌（HCC）免疫治疗反应预测研究中取得进展。团队首次系统性评估了当前主流大语言模型（Large Language Models, LLMs）在肝癌治疗效果预测中的应用潜力和价值，为AI驱动的精准医疗提供了实践和参照。相关成果已发表于医学信息学领域的国际权威期刊 Journal of Medical Systems。HCC是全球范围内发病率和致死率均居前列的恶性肿瘤，免疫检查点抑制剂（ICIs）联合靶向治疗是晚期HCC治疗的重要手段，但综合有效率仅为30%左右。因此，临床需要新的策略来优化针对HCC患者的免疫疗法使用路径，特别是迫切需要新的预后判断工具来识别最有可能从这些疗法中受益的患者，以减轻由于免疫异质性而带来的个体疗效的显著差异。近年来快速发展的大语言模型（LLMs），包括GPT-4o、Google Gemini和DeepSeek等，由于其出色的文本、图像理解以及推理能力，为包括医学在内的各个领域带来了革命性的变化。在最近的一些AI+医学研究中，LLMs模型也已表现出熟练的病变检测和分类能力，但它们在复杂医学推理任务（如
2025 06.18

广州能源所在生物质组分分离和解聚方面取得新进展

木质纤维素类生物质是一种储量丰富的有机可再生碳资源，主要包含纤维素、半纤维素和木质素三大组分，是制备可持续燃料、化学品和材料的理想原料。由于这类生物质的结构复杂且致密，通过分离技术打破复杂结构是实现选择性转化全组分的基础，然而当前大多数组分分离和转化技术聚焦于纤维素和半纤维素的高值化利用，其分离转化过程中木质素往往发生不可控重聚，导致其高值化利用难以实现。针对上述问题，中国科学院广州能源研究所廖玉河研究员等人联合东南大学开发了低负载量的钌基催化剂用于催化分离生物质，实现了在氢气和氮气条件下选择性转化生物质中木质素分别得到高收率的4-丙基取代单酚和4-丙烯基取代单酚，同时保留了纤维素（90%）和半纤维素（75%）。这些纤维素和半纤维素可以被进一步转化，有望实现全组分高值化利用。该技术适用于桦木、杨木、松木和玉米秸秆等多种生物质原料。同时，开展了转化不同结构的木质素模型化合物和氘代实验研究，揭示了木质素分离解聚路径。该研究工作为木质纤维素类生物质组分的选择性分离和木质素定向解聚的催化剂开发提供了新思路。催化分离转化木质素研究木质素分离解聚路径近日，该研究成果以Reductive Catal
2025 06.18

苏州纳米所在氮化镓紫外探测领域取得新进展

紫外光电探测器作为紫外光信号感知与转换的核心元件，在航空航天、防灾减灾及生态监控等领域具有战略意义。氮化镓（GaN）材料凭借其3.4 eV的宽禁带特性和直接带隙结构，是制备高性能紫外探测器的理想选择之一。然而，受限于材料本征缺陷及常规器件结构设计，现有的GaN基金属-半导体-金属（MSM）/PIN型探测器通常存在响应度低、紫外-可见截止比小、响应速度慢、暗电流偏高等瓶颈问题，严重制约了其在瞬态光信号捕获、高精度计量等尖端领域的实际应用。中国科学院苏州纳米所孙钱研究员团队与土耳其博卢阿巴特伊兹特贝萨尔大学Yilmaz Ercan教授团队展开联合攻关，成功开发出基于常关型GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的高性能紫外探测器，显著提升了响应度、紫外-可见截止比、响应速度，为智能传感、环境监测等领域提供了创新解决方案。该系列研究工作发表于ACSPhotonics 11,180 (2024)、Applied Physics Letters 126,192101 (2025)、IEEE Transactions on Electron Devices 72,1993 (2025)。高速P型栅Ga
2025 06.18

广州能源所在精确构建纳米级核壳载氧体增强化学链制氢稳定性方面取得进展

氢能作为终极清洁能源可有效规避温室效应，近年来化学链制氢 (CLHP) 作为一种高效灵活的能源转化与制备平台获得广泛关注，但该技术对载氧体的选择具有十分严格的要求，需同时具备较高的氧容量、可调控的反应活性并在苛刻工况下依然能保持结构完整。载氧体在晶格氧释放和恢复过程中发生烧结、团聚和失活，是制约化学链工艺大规模工业化的主要原因之一。载氧体发展至今，其结构从简单的宏观机械混合逐渐趋向于微观纳米调控，由此提升活性和稳定性。核壳结构载氧体具备优异的热稳定性和机械强度，能有效避免活性组分浸出。然而，惰性组分的引入不可避免地降低了载氧体的活性，且针对多级载氧体晶格氧的迁移转化以及金属离子的运动过程仍缺乏系统的研究。如何精准调控、平衡载氧体活性和稳定性之间的“跷跷板”问题，已成为亟待解决的关键问题。针对这一问题，广州能源研究所新兴固废高值循环研究中心废弃物处理与资源化利用科研团队黄振研究员和东北石油大学化学化工学院李翠勤教授创新性设计并合成了系列具有精准外壳厚度、纳米级限域的多级核壳结构载氧体Fe2O3@SiO2，深入探究惰性载体厚度与空间结构对载氧体稳定性与传质速率的双重影响机制，旨在寻求化学链

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