科研进展

首页科研进展

2026 03.10

科学岛团队揭示高比能梯度富锂锰基正极反应机制

近期，中国科学院合肥物质院固体所赵邦传研究员团队联合温州大学肖遥教授，采用组分梯度策略实现了对富锂锰基锂离子电池正极材料内部应力分布与电子结构的精准调控，并借助电池原位磁性技术，揭示了材料在电化学反应过程中磁结构的演化规律与反应机制。相关研究成果以“In Situ Magnetism Decoupling Gradient-Regulated Mn─O Interaction Mechanism on Stabilizing Li-Rich Cathodes”为题发表于Nano Letters。为突破电动汽车的续航瓶颈，满足规模储能对高能量密度电池的迫切需求，开发下一代高能量密度锂离子电池正极材料已成为能源材料研究领域的核心课题。富锂锰基正极材料由于具有独特的阴、阳离子协同氧化还原特性，可实现超过300 mAh g-1的可逆比容量，被认为是推动锂离子电池能量密度迈向500 Wh kg-1级别的最具潜力的候选材料之一。然而，晶格氧参与氧化还原过程也带来系列问题，如首次库伦效率低、电压衰减严重、反应动力学缓慢以及过渡金属离子迁移等，严重制约了其实际应用与产业化进程。因此，深入理解并精准调控
2026 03.10

科学岛团队研发图形化ITO膜臭氧传感器实现ppb级臭氧精准检测

近日，中国科学院合肥物质院安光所孟钢研究员团队与山西大学卢华东教授、安徽大学郭庆川教授团队开展合作，以常规氧化铟锡（ITO）玻璃为基体，采用飞秒激光刻蚀与等离子体刻蚀工艺，设计了基于图形化ITO膜的臭氧（O3）传感器。该传感器凭借独特的自加热设计和等离子体表面改性技术，实现了对ppb级（十亿分之一）O3的精准、快速、稳定监测。相关成果以“Self-Heating of Top-Down Manufactured ITO Sensors for Accurately Monitoring ppb-Level O3”为题，发表在Nano Letters上。近地面臭氧污染仍是当前大气监测的重点，开发微型环境级（ppb）O3传感器备受关注。针对传统金属氧化物半导体（MOS）臭氧传感器面临的外部加热易分解臭氧、湿度干扰大、晶圆级量产一致性差等问题，团队提出了全新的自上而下的自加热ITO传感器制造策略。该工艺以商用ITO玻璃为基底，通过飞秒激光刻蚀形成蛇形电极结构；采用氩氢（Ar/H2）等离子体刻蚀将平滑的ITO膜粗糙化，以提升O3的吸附及电荷交换；激光切片后最终制成尺寸仅为1.4×2.1×0.3
2026 03.10

科学岛团队在水稻分蘖角调控的分子机制研究方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质院智能所离子束作物种质创制及利用团队利用离子束创制的水稻分蘖角增大突变体ita1，解析了LPA1-ITA1-BRXL4分子模块调控水稻分蘖角形成的新机制。研究成果以“TheLPA1-ITA1-BRXL4module regulates shoot gravitropism and tiller angle in rice”为题，在线发表于植物科学领域Top期刊Plant Communications。水稻株型是决定作物产量潜力和适应性的关键农艺性状，其中分蘖角是影响群体结构、光能利用效率和种植密度的重要因素。尽管近年来已有多个调控分蘖角的基因被报道，但其上游转录调控网络及与重力感应、激素分布之间的分子联系仍不清晰。系统解析分蘖角形成的分子机制，对于构建理想株型和推进水稻分子设计育种具有重要意义。研究团队利用重离子束诱变技术筛选获得了一个分蘖角显著增大的水稻突变体ita1。通过图位克隆和遗传互补分析，发现该突变体中ITA1基因启动子区域发生740 bp缺失，导致ITA1表达显著上调，从而引起分蘖角增大（图1）。进一步遗传学与转基因实验表明，ITA1编码一个MYB家
2026 03.10

金属所团队在铁电材料中发现多态极性浮子结构

磁电拓扑结构因其独特的稳定性和可操控性，在新一代信息存储和逻辑器件中展现出重要应用前景。在铁电材料中，近年来相继发现了通量全闭合（2015）、涡旋（2016）、斯格明子（2019）、半子（2020）、布洛赫点（2024）和多阶径向涡旋（2025）等多种拓扑结构。然而，现有极性拓扑态多局限于有限的构型自由度，其在多态信息存储方面的潜力仍有待进一步挖掘。近日，中国科学院金属研究所和松山湖材料实验室等单位的科研人员组成的研究团队在铁电材料中发现了一类全新的三维极性拓扑结构—极性手性浮子（polar chiral bobber），并系统揭示了其多态稳定性及可控调控机制。相关研究成果以 “Multistate Polar Chiral Bobbers in Oxide Ferroelectrics” 为题，于1月30日在《先进材料》（Advanced Materials）期刊上发表。研究团队结合相场模拟与像差校正透射电子显微学等手段，在（111）取向的超薄 PbTiO3铁电薄膜中预测并实验证实了极性手性浮子的存在。该结构是一种三维极性拓扑结构，其特征为一个面外极化与周围相反的纳米畴，起始于薄膜表
2026 03.10

长春应化所在非水系氢气氧化反应领域中取得重要突破

中国科学院长春应用化学研究所在非水系氢气氧化反应领域中取得重要突破。张新波研究团队成功开发出一种镍单原子表面调控的铂基催化剂，该催化剂在四氢呋喃(THF)电解液中表现出近100%的法拉第效率和超1000h的长期稳定性（商用铂电极，0.2h），实现了高效且持续的氢气氧化反应(HOR)。此单原子掺杂调控贵金属表面的策略为设计高效且抗毒化的催化剂打开了新思路。相关研究成果以Surface Modulated Platinum Electrocatalyst via Single Atom Nickel Promoter for Durable Non-aqueous Hydrogen Oxidation为题，发表于国际权威化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》。锂介导氮气还原被认为是极具发展潜力的绿色合成氨技术之一。在传统体系中，有机溶剂氧化作为反应中的质子源，但该过程导致体系不稳定，严重阻碍了合成氨反应的连续进行。近期，使用HOR替代原有溶剂氧化反应，可持续供给质子，为连续合成氨带来了新机遇。然而，HOR在有机电解液体系中面临着本征反应动
2026 02.01

长春应化所在致幻剂作用机制研究方面取得突破性进展

中国科学院长春应用化学研究所在致幻剂作用机制研究方面取得突破性进展。王晓辉研究团队与四川大学（邵振华教授、颜微教授和杨胜勇教授）和华中科技大学（刘剑峰教授）团队合作，发现5-羟色胺受体2A的非经典Gi信号通路对其致幻性至关重要，相关研究成果以“致幻剂通过5-HT2A受体介导的Gi蛋白信号通路发挥其作用”（Psychedelics elicit their effects by 5-HT2A receptor-mediated Gisignalling）为题，于2026年1月28日（北京时间1月29日）发表于学术期刊《自然》（Nature）。图1. 靶向 5-HT2A 受体的致幻剂及非致幻类似物的药理学特征长期以来，经典致幻剂如麦角酸二乙酰胺(LSD)、裸盖菇素(psilocybin)等因其显著的精神活性与治疗潜力间的矛盾而备受关注。尽管临床研究显示这些物质在治疗重度抑郁症、难治性抑郁及焦虑相关疾病方面展现出惊人疗效，但其强烈的致幻副作用始终是阻碍其临床转化的主要障碍。传统理论将5-HT2A受体激活后的Gq信号通路过度激活视为致幻主因，然而这一观点难以完全解释其复杂药理特性。该研究通过整
2026 02.01

金属所等发现溶解压卡效应

制冷技术是人类现代文明的重要基石之一，在工农业生产与日常生活中均起到了至关重要的作用。现今，以气体压缩制冷技术作为核心的制冷行业大约贡献了中国国内生产总值的2%，但也消耗了近20%的电力，导致了约7.8%的碳排放。联合国《蒙特利尔议定书》之《基加利修正案》对我国制冷领域提出了严格的减排要求。因此，学术界和工业界均在积极寻找解决方案。近年来，基于固体相变的制冷技术因无气体排放而受到广泛关注。2019年，塑晶庞压卡效应的发现 [Nature 567, 506 (2019)]，为低碳大冷量固态制冷技术提供全新的解决方案。然而固态相变制冷技术仍然存在一个突出的内禀难题：与气体压缩制冷技术中气体工质的传质传热不同，固体只能通过热传导传热，固体制冷工质与换热器之间必须采用流体来间接换热，界面热阻的存在使得系统制冷效率与大功率应用受限。因此，能否同时实现低碳、大冷量与高换热效率，成为制冷领域的关键问题。近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心磁性与热功能材料研究部的科研人员与合作者发现了溶解压卡效应，即利压力调控的溶解/析出热来实现高效制冷。该效应可提供巨大冷量，且将制冷工质与换热介质合二
2026 02.01

紫金山天文台依托中国天眼揭示快速射电暴双星起源关键证据

近日，中国科学院紫金山天文台牵头的联合研究团队，利用我国500米口径球面射电望远镜（“中国天眼”，FAST）在国际上首次观测到重复快速射电暴（FRB）的法拉第旋转量（RM）发生剧烈跃变并随后回落的现象。这一罕见发现为快速射电暴的双星起源提供了关键证据。该研究成果以“A sudden change and recovery in the magnetic environment around a repeating fast radio burst”为题于北京时间2026年1月16日发表在国际学术期刊《科学》（Science）。快速射电暴是来自遥远宇宙的射电爆发现象，其持续时间仅为数毫秒，却能释放出相当于太阳一周内辐射总和的巨大能量。自2007年首次被发现以来，其起源机制一直是天体物理领域的重大谜题。理论推测认为部分重复快速射电暴可能与双星系统中的致密天体（如中子星）有关，但此前一直缺乏直接观测证据。研究团队利用FAST的超高灵敏度优势，对重复快速射电暴FRB 20220529开展了为期2.2年的连续监测。在前一年半的常规监测期间，反映信号传播路径上自由电子密度与磁场强度的关键参数“法拉
2026 02.01

赣江创新院提出“电流辅助原子接力”新机制实现超低温丙烷高效催化燃烧

近日，中国科学院赣江创新研究院材料与化学研究所的廖伍平研究员、张一波研究员和刘凯杰副研究员团队，在惰性分子低温催化活化领域取得重大突破。研究团队创新性地将电流辅助催化策略与精准的双原子催化剂结构设计深度耦合，构筑了一种高效的Pt-Nb双原子催化体系，在极低的温度下（ 200°C）即可实现惰性丙烷分子的完全燃烧，并首次揭示了电流辅助下双原子位点协同作用的原子接力新机制。该研究突破了传统催化在低温活性方面的瓶颈，为解决这一长期难题提供了颠覆性的新思路，从而为开发绿色、智能的新一代催化技术开辟了全新路径。挥发性有机化合物（VOCs）是形成细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）污染的重要前体物，对其进行高效治理是实现国家“双碳”目标和大气污染防治的关键环节。其中，丙烷作为典型的低碳烷烃，因其C-H键能高（＞410 kJ/mol）、化学性质稳定，在超低温下极难实现高效燃烧和矿化。传统的单原子催化剂（SACs）虽然极大提升了原子利用率，但其单一的活性位点难以应对丙烷氧化这类包含吸附、键断裂、氧活化及产物脱附等复杂步骤的多步反应。此外，仅依靠传统热催化模式，即使构建多金属位点，往往也难以突破反应动力学
2026 02.01

紫金山天文台在暗物质—中微子相互作用研究中取得进展

近日，中国科学院紫金山天文台参与的国际合作团队，在利用宇宙学观测揭示暗物质本质的研究中取得重要进展。研究团队通过分析宇宙早期的微波背景辐射和晚期的弱引力透镜观测数据，发现暗物质与中微子之间存在微弱相互作用，为宇宙学领域的“S8冲突”难题提供了一种可能的解决方案。该研究成果于2026年1月2日在线发表于国际学术期刊《自然-天文学》（Nature Astronomy）。暗物质是现代宇宙学的基石之一，其质量约占宇宙总物质的85%，但其微观物理本质至今仍是未解之谜。宇宙的大尺度结构为研究暗物质的性质提供了独特的“天然实验室”。通过精确测量宇宙从诞生初期（如微波背景辐射）到现今（如星系分布与引力透镜）的演化，可以反演并约束暗物质的物理性质。然而，宇宙学中存在一个长期未解的难题——“S8冲突”，即由早期宇宙观测数据推算出的物质聚集程度，反常性高于直接观测晚期宇宙所得到的结果。基于这一矛盾结论，研究团队提出理论假设，如果暗物质并非完全“惰性”，而是能与中微子发生微弱的非引力相互作用，这种超越引力的效应将抑制宇宙小尺度结构的形成，进而可能解决该难题。图 1：二维后验分布投影。其中x轴为中微子-暗物质作

每页 10 记录总共 683 记录
第一页 <<上一页下一页>> 尾页
页码 2/69 跳转到