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2026 04.30

苏州纳米所合作开展内嵌碳纳米管三值逻辑晶体管研究取得进展

受限于基础物理极限，硅基晶体管的尺寸已无法继续按比例缩小，越来越难以满足人工智能等前沿领域日益增长的计算需求。为此，研究人员正积极开发新型沟道材料，并探索替代传统冯·诺依曼架构的方案，以期取得能够延续甚至超越摩尔定律的突破性进展。然而，基于二进制电路的系统中最关键的挑战之一仍然是功能单元之间及内部连线的片上互连。随着晶体管密度的持续提升，互连所占用的面积预计将超过逻辑单元，这对进一步的微缩与集成构成了重大障碍。多值逻辑（MVL）因其更高的计算效率和数据吞吐能力，被认为是缓解这一问题的有前景的方案。与二进制逻辑不同，MVL在单个逻辑单元内包含多个逻辑状态，能够执行更复杂的运算，从而从根本上降低功耗和芯片面积。传统硅基金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是为二进制逻辑设计的，其固有的电学特性和工艺限制阻碍了MVL所需的多个稳定电压状态的实现。半导体型单壁碳纳米管（s-SWCNT）凭借其一维超薄结构和极高的载流子迁移率，被认为是亚纳米超制程技术节点的重要候选材料。然而，如何将这些固有优势转化为电可寻址的MVL器件，仍然是一个挑战。这一困难主要源于在限域体积内定义和稳定多个不同的电导状
2026 04.30

金属离子团簇材料组装及生物功能研究取得新进展

金属离子团簇材料广泛存在于人体骨骼、血液中，凭借其可控的生物降解特性及优异的生物相容性、生物活性，已在骨缺损修复、口腔硬组织再生等领域展现出重大的临床治疗潜力。然而，该类材料固有的热力学亚稳态特征、自发晶化趋势、以及尚不明确的生物学作用机制，严重制约了其临床广泛应用。近期，中国科学院金属研究所仿生医用材料课题组张兴研究员团队在前期提出聚丙烯酸分子调控金属磷酸盐团簇热稳定性（Bioactive Materials 6 (2021) 2303-2314）及锌掺杂非晶磷酸钙（ACZP）团簇的骨免疫调节再生机制（Journal of Materials Science Technology 226 (2025) 320-333；Bioactive Materials 52 (2025) 829-844）研究基础上，进一步深入探究金属离子团簇在大尺寸骨缺损修复中的生物功能，以解决该领域长期面临的支架材料难以兼顾足够力学支撑与优异生物活性的核心瓶颈难题。该研究受螳螂虾附肢中“马鞍”外层高矿化、内层富有机相的梯度层状结构启发，以ACZP为核心组装活性单元，通过多级组装策略构建一种集“结构仿生”、“
2026 04.30

科学岛团队发现克服小细胞肺癌化疗耐药新策略

近日，中国科学院合肥物质院健康所刘青松药学团队发现一种新型选择性BMX激酶抑制剂IHMT-15137，可通过靶向BMX-E2F1信号轴，克服小细胞肺癌（SCLC）的化疗耐药，显著增强顺铂等一线化疗药的抗肿瘤效果。相关研究成果以“BMX inhibition overcomes small cell lung cancer chemoresistance by stabilizing E2F1 via ERK1/2-Cyclin D1/CDK4/6 axis”为题，发表于Signal Transduction and Targeted Therapy。小细胞肺癌是一种高度侵袭性的神经内分泌肿瘤，约占所有肺癌病例的15%，其中约三分之二的患者在诊断时已处于广泛期。尽管铂类联合依托泊苷（EP方案）化疗是当前标准治疗方案，但患者极易在短期内出现耐药，5年生存率仅为约7%，临床亟需突破耐药瓶颈的新策略。研究团队首先在SCLC临床组织样本和化疗耐药细胞中发现，BMX激酶的磷酸化（Tyr566）水平与转录因子E2F1同步上调。进一步机制研究表明，BMX通过激活ERK1/2-Cyclin D1/CDK
2026 04.30

科学岛团队辅助合成出具有优异微波吸收性能的异相CoxSe纳米片

近期，中国科学院合肥物质院强磁场中心盛志高研究员团队，依托稳态强磁场材料制备实验装置（SHMFF），成功合成硒化钴(CoxSe)纳米片，实现了对其微观结构与微波吸收性能的精准调控。相关研究结果以“Synthesis of heterophase CoxSe nanosheets under high magnetic field: Modulation of composition, morphology, magnetism, and microwave absorption”为题，发表于Chemical Engineering Journal。在电子通信技术高速发展的背景下，开发高性能微波吸收材料成为电磁防护领域的重要研究方向，而通过极端条件实现材料结构与性能的精准调控，是提升材料微波吸收特性的关键思路。团队采用磁溶剂热法装置（由超导磁体、加热反应器和循环水冷机组成），对CoxSe纳米片在强磁场环境下的磁控合成控制进行了系统研究。该装置通过在传统温度、压力参数之外引入精确可控的强磁场，实现了对材料合成更高维度的调控。在强磁场作用下，CoxSe的物相组成发生调控，形成了具有各向异性生
2026 04.30

广州能源所研发“电转冰”储能技术为规模消纳深远海绿色电能提供新途径

中国科学院广州能源研究所地热能与节能技术研究中心储能技术科研团队针对深远海绿色电力面临缺少本地负荷、并网成本高、输送损耗大等挑战，构建一种新型“电转冰”（Power-to-Ice，P2I）系统，为深远海可再生能源的就地消纳与远洋渔业冷链低碳转型提供新路径。近日，该研究成果发表于期刊Applied Thermal Engineering。研究团队设计了一套集海水冰浆、电池储能与碳捕集于一体的P2I系统，直接将海上风电与光伏的绿色电能，就地利用海水转化为可泵送、可储存的流态化冰浆，以冷能形式存储在作业平台或水下柔性囊式冰袋中，服务于海上渔业冷链物流。以100 MW海上风电+50 MW海上光伏的混合发电场为例，研究团队采用NSGA-II算法对系统关键参数进行多目标协同优化。结果表明优化后的系统配置为冰浆制取系统电负荷功率为98 MW，配置容量为42 MW/163.8 MWh的电池储能系统可使发电场高效且稳定运行；冰浆制备系统的能效比EER可达5.74，冰浆平准化成本为50.7元/吨，投资回收期为4.65年。与“电转氢”（P2H）和“电并网”（P2G）方案相比，“电转冰”（P2I）系统的度电碳
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

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