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2025 11.30

医工所在蛋白质均相电化学传感的研究中取得进展

蛋白质是构成生命体结构和功能的基础组成元件，执行大量细胞生理功能，如分子运输、酶催化、免疫反应等。瓣状核酸内切酶-1（Flap endonuclease 1, FEN1）是一种可以识别三碱基重叠结构并对其进行切割，释放出5’-flap片段的结构特异性酶。FEN1在DNA链复制、端粒维持、以及DNA修复等DNA结构调控中起到重要作用，对于维持基因组的稳定性至关重要。FEN1的表达失调可能导致严重的人类疾病，例如，研究发现下调FEN1的表达可以抑制肿瘤的进展。因此FEN1可以作为潜在的疾病生物标志物和治疗的药物靶点。目前主要使用基于抗原-抗体的免疫方法进行蛋白质检测，为进一步提升灵敏度、特异性以及操作便捷性，仍需开发新型的生物传感方法。中国科学院苏州医工所缪鹏课题组前期研制了一种基于摩擦纳米发电机的传感器，利用CRISPR/Cas信号放大技术进行FEN1的高灵敏检测（Nano Lett., 2025, 25, 6253）。为进一步降低检测成本，提升传感器便捷性，该组近期开发了一种新型的均相电化学方法。首先制备了电极片（SPE），确保了反应的稳定进行和信号的可靠读出。如图1所示，体系中仅需引
2025 10.30

苏州纳米所在单层薄膜超导配对密度波实验研究方面取得进展

近年来，非常规超导体中伴随出现的多种对称性破缺现象成为量子材料和凝聚态物理研究的前沿焦点。其中，超导配对密度波被认为是理解非常规超导机理及其奇异量子态的关键所在。尽管在铜氧化物、铁基超导体、笼目超导体以及过渡金属硫族化合物中，陆续有关于单个或多个晶格周期超导配对调制的报道，然而要探测配对序参量在晶胞内部的空间调制，一直是实验物理面临的重大挑战。在前期欠掺杂单层1T′-MoTe2中观察到共存五倍单轴电荷密度波与配对密度波的基础上(Phys. Rev. B 112,L060503 (2025))，中国科学院苏州纳米所纳米真空互联实验站李坊森研究员等与清华大学物理系宋灿立、马旭村、薛其坤研究团队及波士顿学院汪自强研究组合作，基于真空互联的极低温扫描隧道显微镜和分子束外延等设备，在单层1T′-MoTe2超导薄膜首次直接观测到亚晶格内库珀对密度波（PDW）与电荷密度波（CDW）的竞争-耦合共存现象。研究团队在高质量原位外延生长单层1T′-MoTe2薄膜的基础上，利用极低温扫描隧道显微镜/隧道谱成像，清晰地观察到超导能隙大小、相干峰强度及能隙内态密度的周期性空间调制（如下图所示）。该调制沿Mo原子
2025 10.30

科学岛团队突破钙钛矿电池稳定性难题

近期，中国科学院合肥物质院固体所潘旭研究员团队在反式钙钛矿太阳电池传输层优化方面取得重要进展，实现了太阳电池器件效率与稳定性的双重突破。相关成果以“Suppression of PCBM dimer formation in inverted perovskite solar cells”为题发表在国际期刊Nature Materials上。钙钛矿太阳电池的效率已逼近27%大关，成为新一代光伏技术的研究热点。此前，合肥物质院潘旭研究员团队通过均质化钙钛矿吸收层中的阳离子分布，为优化吸收层提供了新思路（Nature 2023, 624,557-563）。在钙钛矿太阳电池的器件结构中，除核心的钙钛矿吸收层外，其两侧的半导体功能传输层对电荷分离与输运起着关键支撑作用，直接影响器件的整体性能。其中，苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）是当前广泛应用的电子传输层材料，然而该材料在光照、高温等典型环境应力作用下，易发生环加成反应并形成二聚体。这一变化不仅会导致材料电荷迁移率显著下降、能带结构遭到破坏，进而拉低器件光电转换效率，还会进一步诱发器件稳定性衰减，成为制约钙钛矿太阳电池实用化进程的重要瓶颈。
2025 10.30

金属所第二代高温超导带材用金属基带国产化取得突破

随着全球可控核聚变技术的快速突破，商业化进程逐渐加速，可控核聚变已经被国家列为重点发展领域。第二代高温超导带材（REBCO）被视为可控核聚变中“超级磁体”的核心材料，其技术突破直接决定了能否制造出约束上亿度等离子体的超强磁场。我国二代高温超导材料的制备和应用居国际前列，但高温超导带材用金属基带长期依赖进口，近年来国内虽有生产，所采用的是进口的冷轧卷材进行后续加工，不仅价格昂贵，而且供货时间难以保证。金属基带作为缓冲层和超导层生长的衬底，其作用如同盖房时打下的地基——缓冲层和超导材料需要一层一层地“生长”在这一基带上，它不仅为超导带材提供了必要的机械强度和变形能力，更是整个超导结构得以稳定成型的基础。REBCO用金属基带目前主要采用哈氏合金(C276)，厚度0.050mm，宽度12±0.05mm，长度要求1000m以上，表面粗糙度(AFM标准50×50um)要求Ra50nm，同时要求抗拉强度＞1300MPa。近日，在中国科学院超导专项的支持下，中国科学院金属研究所戎利建研究员带领的团队利用发明的材料纯净化制备技术，成功实现了高纯净吨级C276合金的制备。合金中杂质元素含量控制满足：C≤0
2025 10.30

苏州纳米所类器官创新中心在核酸药物制备类器官种子细胞方面取得新进展

诱导多能干细胞（iPSCs）的定向分化为类器官构建上提供了目标特异性的种子细胞。然而，传统的多步骤分化方式效率低下，且常无法生成高功能强度的细胞。提升iPSC的定向分化效率和分化细胞的功能强度是亟待解决的重点问题。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所类器官中心的研究团队研究开发了一种高效的脂质纳米颗粒（LNP）递送系统。成功利用LNP递送编码多种转录因子的环状RNA（circRNA），实现对iPSCs的正向编程，将其高效分化为功能性的内皮细胞和肝样细胞，为类器官构建提供了可靠的种子细胞来源（图1）。图1 LNP递送circRNA正向编程iPSC的策略图2 LNP配方的筛选和优化实现高效的细胞正向编程需要高效目标基因的持续稳定表达。研究团队通过系统筛选和优化，开发了基于SM-102和DOPE的LNP4配方（图2）。该配方显著提升了circRNA的细胞内递送效率和内体逃逸能力，在多种来源的iPSCs中均实现高于97%的转染效率，且细胞活性不受影响。circRNA在细胞内持续表达至96小时，远超线性mRNA（图3）。研究团队同时揭示了LNP4通过形成高白蛋白和转铁蛋白含量的蛋白冠，促进细胞
2025 10.30

科学岛团队揭示WWOX基因胚系失活突变促进甲状腺癌发生发展的新机制

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、洪波研究员与中国科学技术大学附属第一医院徐傲副主任医师合作，发现WWOX基因胚系失活突变促进甲状腺癌发生发展。该研究提供了功能机制证据，从机制上连通了WWOX遗传变异与甲状腺癌的临床进程。相关研究成果以题为“Genetic and Functional Evidence Links Germline Biallelic Inactivating Variants in WWOX to Histological Mixed-Type Thyroid Cancer”发表于国际权威期刊Advanced Science。WWOX基因位于人类第16号染色体的FRA16D脆性位点，其在多种癌症中频繁发生基因缺失，被视为一个抑癌基因。然而，WWOX 基因胚系失活突变已经被报导引起一种遗传性神经系统疾病-WWOX相关癫痫脑病综合征（WOREE综合征）。值得注意的是，至今鲜有研究报道在癌症中存在WWOX功能失活突变。正因如此，尽管WWOX被普遍认为是一个抑癌基因，但它实际上缺乏典型抑癌基因所应有的功能失活突变的确凿证据。研究团队通过全外显子组测
2025 10.30

金属所研究员求解出三维Z2格点规范理论精确解

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三维Z2格点规范理论的精确解。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Open Physics23 (2025) 20250215。非阿贝尔规范理论在理解基本物理过程（如电弱相互作用的量子味动力学、强相互作用的量子色动力学）的中心地位，成为物理学具有广泛研究兴趣的焦点。著名科学家杨振宁和米尔斯在1954年建立非阿贝尔规范理论。在此基础上，格拉肖、温伯格和萨拉姆统一了电磁相互作用和弱相互作用，这里规范场为无质量光子，假定有质量的矢量介子为弱相互作用的媒介。在电弱理论中，通过希格斯机制利用自发对称性破缺引入质量。对于强相互作用理论，动力学模型必须满足在短距离条件可以忽视作用力，即所谓的渐进自由。从而，与夸克耦合的SU(3) 杨-米尔斯场（量子色动力学）提供了唯一与高能轻子-核子散射实验相容的理论框架。为了理解夸克禁闭的夸克模型，我们需要一个从弱短程力变成强长程力的理论。已知的理论中非阿贝尔杨-米尔斯规范理论是唯一具有这种特征的理论。但是，从来没有人能够
2025 10.30

苏州纳米所在谐振腔中利用定向离子迁移策略实现宽波段解耦调控

在智能光热管理和多波段光谱调控等前沿领域中，亟须对电磁波谱中可见光和长波红外等非相邻波段进行独立控制。然而，现有的大多数电致变色体系中，可见光颜色和红外发射率的调控往往是同步的、相互耦合的，这极大地限制了其在光热管理等复杂场景下的应用。中国科学院苏州纳米所研究团队提出了一种新型光谱解耦调节器（SDR），它基于可电化学重构的双层谐振腔结构，分别采用对离子响应特性不同的材料作为介电层和反射层。通过调控电压，实现离子定向迁移至不同功能层，调控材料光学属性，从而分别调控可见光颜色与红外发射率，达到“可见色-红外发射率自由组合”的效果。研究人员选用氧化钨（WO3）作为上层介电层/可见颜色调控功能层，并保持对长波红外透过；选择梯度致密化碳纳米管薄膜作为下层反射层/红外调控功能层。静态时，氧化钨和梯度致密化碳膜的反射表面构成布里-珀罗（FP）谐振腔，可以形成丰富的结构色（黄、橙、红、紫、蓝、青、绿等）；当施加电压时，利用离子穿过梯度致密化碳膜内部的多孔结构到达不同功能层的电化学过程，可实现颜色的大幅度且精细调控（红色→橙色→绿色等），可实现红外发射率的大幅度调控（ΔℇLWIR=0.57）。有趣的是这
2025 10.30

科学岛团队在CLAM与ODS钢连接技术研究方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质院核能安全所科研团队在核聚变结构材料的固态连接技术研究中取得新进展，揭示了热变形连接过程中界面氧化物演变与界面愈合机制，相关研究成果发表在材料科学领域知名期刊Materials Characterization（《材料表征》）上。中国低活化马氏体（CLAM）钢和氧化物弥散强化（ODS）合金均是聚变堆包层结构的核心候选材料。CLAM钢制备工艺成熟，但服役温度上限为550℃，而9Cr-ODS合金因其内部弥散分布的高密度纳米氧化物，具有更优异的高温力学性能和抗辐照性能，但目前其制备规模受限。因此，如何实现这两种异质材料的可靠连接对于制造可服役在较高温度且可规模化生产的聚变堆包层产能部件至关重要。传统熔焊技术易导致ODS合金中纳米氧化物的分解与粗化，严重影响接头性能。为解决该难题，科研人员创新采用热变形连接这一固态连接技术，系统研究了1050℃下不同变形量对CLAM钢与9Cr-ODS合金界面组织与氧化物的影响规律。结果表明，界面氧化物的成分、尺寸与形貌随变形量增加发生显著转变。5%变形量下存在的粗大Cr-Mn-Ti复合氧化物随变形增大逐步分解，并转变为更稳定的TiTaO
2025 10.30

抑制催化材料非晶化实现大电流解水制氢与生物质高值转化耦合

甘油氧化作为生物质平台分子增值的重要途径，其氧化产物广泛应用于制药、食品、化妆品和纺织等行业。然而，传统热催化甘油氧化过程依赖高温高压的反应条件，使用有毒氧化剂和溶剂，污染大、能耗高，限制了其可持续发展。面对国家“双碳”战略目标及绿色发展的迫切需求，电催化甘油氧化（GOR）技术应运而生。该技术以水为氧化剂，以绿色电能为能量输入，不仅为甘油绿色氧化升级提供了新路径，还可替代电解水制氢过程中的高能耗析氧反应，降低系统能耗，实现在生产高值化学品的同时高效制备绿氢，具有显著的科学研究价值与应用前景。过渡金属氧化物（如Co3O4、NiO等）因其催化性能优异和成本较低，成为GOR反应中常用的催化材料。然而，在面向氢能产业所需的工业级电流密度（500 mA cm−2）下进行GOR时，这类材料表面易发生氧化非晶化，进而引发析氧副反应，降低目标产物的法拉第效率。这一科学挑战严重制约了GOR技术在氢能产业中的规模化应用。针对该挑战，中国科学院金属研究所太阳能与氢能材料研究团队提出了一种通过引入Cu2+抑制过渡金属氧化物表面非晶化的新策略（Cu-GOR）。相关研究结果表明，在电解液中添加微量Cu2+（相当于

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