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2025 11.30

科学岛团队在高增益光纤固体混合单频Innoslab激光放大技术方面取得研究进展

近期，中国科学院合肥物质院安光所张天舒研究员课题组在光纤固体混合单频Innoslab激光放大技术研究方面取得新进展，相关成果发表在国际知名光学领域期刊Optics Express（光学快报）上。OHₓ自由基检测需308nm波段的单频激光激发，该波段依赖光学参量放大器（OPA）实现高效波长转换。然而OPA高性能泵浦源的缺失成为提升检测灵敏度的瓶颈之一。现有泵浦源方案中，单频连续种子源经过脉冲调制后功率衰减、全光纤放大器高峰值功率下易产生非线性效应且损伤阈值较低、传统全固态放大器小信号增益较弱，多级放大架构则存在系统冗余与单级增益不足的问题，均无法更好地满足OPA对泵浦源在紧凑性与高单脉冲能量方面的双重需求。研究团队采用了光纤固体混合构型结合Innoslab板条放大技术，实现了单频连续激光调制为单频脉冲激光的转变，并输出mJ量级的单频脉冲激光。该技术通过半波片和光纤耦合器，将自研的固体单频连续种子源输出的空间激光耦合进保偏光纤，然后基于光纤调制器将单频连续激光调制为脉冲激光，并注入到两级光纤放大器，光纤激光经过光纤准直器输出的空间激光被注入至Innoslab放大器，从而实现了从连续激光到高
2025 11.30

金属所学者发现金属中的“负能界面”，极限纳米金属再获突破性进展

金属材料的强化是材料科学的核心问题。细化晶粒是一种提高材料强度的有效方式，大量晶界阻碍位错运动，强度显著提升。孪晶强化作为另一种重要策略，通过低能共格界面有效阻碍位错运动，已在金属、半导体及陶瓷中得到验证。然而，当这些结构的尺寸降至 10-15 nm时，晶界滑移、迁移等行为主导塑性变形过程，孪晶界在应力或温度作用下易退孪生，导致材料出现“尺寸软化”。突破这一瓶颈，进一步提升金属材料强度接近理论极限，亟需发展新的强化策略。在中国科学院战略性先导专项和国家自然科学基金杰出青年基金等项目资助下，中国科学院金属研究所李秀艳研究员、卢柯院士与辽宁材料实验室研究团队合作，创新性提出并实现了“纳米负能界面”强化新策略，在镍基合金中成功构筑极高密度稳定界面，显著提升材料刚度，使材料强度逼近理论极限。相关成果以“纳米负能界面强化镍基合金（Strengthening Ni alloys with nanoscale interfaces of negative excess energy）”为题，于2025年11月6日发表于《Science》杂志上。研究团队通过电化学沉积结合非晶晶化方法，在Ni(Mo)过
2025 11.30

科学岛团队在AgCrP2S6中发现手性声子行为和巨大磁光效应

近期，中国科学院合肥物质院强磁场中心盛志高研究员、李柏霖副研究员与杨晓萍研究员合作，依托稳态强磁场实验装置（SHMFF）超导磁体SM1超快磁光系统,在二维反铁磁材料AgCrP2S6中发现了镜面对称诱导的手性声子行为和声子模式依赖的巨大磁光效应；研究团队结合第一性原理计算、对称性和拉曼张量分析，揭示了手性声子行为的来源和磁光调控机制。该成果以“Mirror Symmetry Triggered Chiral Phonon Behavior and Phonon Mode-Dependent Magneto-Optical Modulation in 2D Space- and Time-Symmetric AgCrP2S6.”为题在线发表于国际权威期刊Advanced Functional Materials。手性声子在多种新奇物理现象中发挥关键作用，包括谷间散射、拓扑态、量子态以及声子霍尔效应等。先前的研究在空间反演（P）对称性破缺的非磁性材料和时间反演（T）对称性破缺的磁性材料中观测到手性声子。然而，在兼具P和T对称性的体系中，手性声子行为（现象）研究鲜有报道，对称性在其中所起的作用
2025 11.30

金属所发现高熵合金“回火脆性”与“韧-脆-韧”转变机制

金属材料的“脆性”是工程应用的“大敌”。在钢铁、高温合金、铝合金等传统材料中，不合理的热处理往往诱发材料脆化，如回火脆性和中温时效脆性，其典型特征是在狭窄温区内韧性显著下降，严重威胁工程结构的安全服役。传统合金的中温（回火）脆性研究已持续百年，其机制主要归因于晶界弱化。经典理论认为，杂质元素（如S、Bi、P、As等）在晶界偏聚，以及粗大晶界析出相的形成，显著降低了晶界内聚力，使晶界成为裂纹萌生与扩展的“薄弱环节”。近年来，高熵合金（多主元合金）因其独特的成分和性能备受关注。一个重要问题是，其复杂的成分和特殊的热动力学行为是否会引发类似的甚至更复杂的脆化行为？揭示其热响应规律和机制，对高熵合金的热处理工艺优化和工程应用具有重要意义。近日，中国科学院金属研究所李殿中院士和孙明月研究员团队在高熵合金体系中发现了类似钢中“回火脆性”的“韧-脆-韧”转变现象，并厘清高熵合金中温脆化的成因并非传统的晶界效应，而是源自于局部有序结构和相界的动态演变，拓展了对传统回火脆性经典理论的认知。相关成果以“Aging-Induced Ductile-Brittle-Ductile Transition in
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

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