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2026 02.01

金属原子链的定量电子显微学研究取得进展

金属键作为决定金属及合金物理化学性质的核心，其变形行为对于材料的性能设计及应用至关重要。其中，单原子金属链作为最简单的一维结构，能够通过直接的键长变形来响应施加的应力，是探究金属键伸长机制的理想模型。迄今为止，受限于实验技术，金属键长的拉伸应变通常不超过10%，且呈现为线性响应的特征。然而，高应变条件下金属键长的变化行为及其对于材料物理性能的影响，长期以来始终未能明确。近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心材料显微科学研究部杜奎研究团队在金原子链变形研究中取得新的进展——成功实现了高达46%的拉伸应变，为金属键高应变行为研究提供了关键实验支撑。研究团队直接观测到离散键长分布，并揭示了电导从整数量子化到分数量子化再到绝缘态的阶梯式转变规律。该研究揭示的应变调控电导机制，为存储器、忆阻器的功能创新及量子计算领域的技术突破注入了全新思路，有望推动原子尺度电子开关、量子点接触忆阻器件等新型量子器件的发展。相关结果以“Direct Atomic Observation of Discrete Bond Lengths and Fractional Quantized Conducta
2026 02.01

微生物加速高强钢应力腐蚀开裂机理研究取得进展

在“碳达峰、碳中和”目标和氢能基础设施快速发展的背景下，管线钢被广泛应用于油气与氢能等新能源输送工程。然而，在服役环境中，材料不仅长期承受复杂的力学载荷，还同时受到环境介质和微生物活动的共同作用，其中尤以硫酸盐还原菌（sulfate-reducing bacteria，SRB）诱发的微生物腐蚀问题最为突出，已成为威胁管道安全运行和服役寿命的关键影响因素之一。然而，长期以来SRB代谢活动引发的局部腐蚀、氢渗透以及力学性能退化之间如何相互耦合，其主导机理及随服役条件演化的规律仍缺乏系统而清晰的认识。近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心科研团队联合新加坡南洋理工大学，系统揭示了SRB诱发高强管线钢应力腐蚀开裂的微观机理及其动态演化规律。研究发现，在腐蚀初期，SRB 通过代谢活动显著加速钢表面的局部阳极溶解，并促进氢的产生与渗透，从而协同提高材料的应力腐蚀开裂敏感性。随着腐蚀过程的推进，SRB代谢诱导在钢表面形成富含FeS的生物腐蚀膜。研究进一步揭示，该膜层在应力腐蚀过程中呈现出“双重作用”：一方面，膜下腐蚀性和代谢产物的聚集以及其孔隙结构会加剧局部腐蚀发展，为裂纹萌生提供应力集
2026 02.01

科学岛团队在高性能钠离子电池正极材料研发方面取得新进展

近期，中国科学院合肥物质院固体所赵邦传研究员团队在钠离子电池正极材料研发中取得重要进展。团队通过采用“键结构调控+界面修饰”的多尺度“内外兼修”协同改性策略，实现了磷酸钒锰钠（Na4MnV(PO4)3，NMVP）正极材料中钠离子的快速传输和优异循环稳定性。相关研究成果以“Boosting Long-Life Sodium Storage of Na4MnV(PO4)3via Synergistic Bond Structure Regulation and Interfacial Modification”为题发表在Advanced Functional Materials(Adv. Funct. Mater, 2025, DOI: 10.1002/adfm.202523851)上。发展低成本、高安全性的大规模储能技术（如电化学储能），是推动我国能源结构转型的关键。在各类电化学储能技术中，锂离子电池虽是目前商业化应用最广泛、技术成熟度最高的技术路线之一，但钠离子电池凭借钠资源储量丰富和成本低廉等优势，正逐渐成为锂离子电池在大规模储能等场景中的重要补充。在聚阴离子型钠离子电池正极材料中，
2026 02.01

金属所在亚纳米Pt-Ru双原子低温高效催化CO氧化研究取得新进展

一氧化碳（CO）催化氧化是探究催化剂构效关系与反应机理的重要模型反应，在环境催化与新能源等领域应用广泛。贵金属催化剂虽然具有较高催化活性，但其成本高昂，限制了工业规模化应用。单原子催化剂（SACs）通过最大限度提高原子利用率，为实现贵金属催化剂的低成本构筑与原子经济性设计提供了理想途径。然而，在需要同时活化多种反应物的过程中，单原子催化剂由于活性位点单一，且不同反应物分子间存在竞争吸附，其催化性能的提升依然面临挑战。近年来，原子级分散的双原子金属催化剂因其兼具高金属原子利用率与双活性中心位点的协同效应，受到研究者的广泛关注。近日，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、孙博研究员和博士研究生祁亚楠与重庆大学孙耿副教授等团队合作，成功在富缺陷石墨烯载体（ND@G）上构建了原子级分散的Pt-Ru双原子催化剂（Pt1Ru1/ND@G），实现了低温下一氧化碳（CO）的高效催化氧化。该成果以封面形式发表于期刊《Nano-Micro Letters》，为设计高性能原子级分散金属催化剂提供了新思路。研究团队通过简单的共浸渍方法，成功构筑了锚定在表面C缺陷上的Pt-Ru双原子对活性位
2026 02.01

科学岛团队在磁霍普夫子构筑方面取得重要进展

近期，中国科学院合肥物质院强磁场中心联合安徽大学、上海科技大学及美国新罕布什尔大学，在磁霍普夫子构筑方面取得突破性进展，相关研究成果以“Electrically writing a magnetic heliknoton in a chiral magnet”为题，在线发表于国际权威期刊Nature Materials。1975年，Ludvig Faddeev提出了一类三维拓扑孤子，其拓扑特性可由霍普夫荷（Hopf charge）描述，因此被称为霍普夫子（hopfion）。作为一类普适的三维拓扑结构，霍普夫子以其环、链、扭结等丰富拓扑特征，深刻关联着从托卡马克聚变约束、量子场激发到早期宇宙弦等一系列跨越微观到宏观尺度的物理核心前沿问题。由于其高度的物理普适性，在实验室中实现霍普夫子的稳定生成和可控操控，被认为是探索相关普适物理规律、降低研究门槛的关键途径。然而，受限于模型的高度复杂性，长期以来霍普夫子的研究主要停留在理论层面。实验上，仅在极少数物理体系中观测到了静态的霍普夫子，对其动态特性与实际操控的实验研究更是空白，严重阻碍了相关研究的发展。针对上述挑战，研究团队基于手性磁体模型与霍
2026 02.01

紫金山天文台牵头的南极冰穹A亚毫米波天文研究取得进展

中国科学院紫金山天文台牵头报道了南极冰穹A首次成功开展亚毫米波天文科学观测的研究结果。研究发现大质量恒星反馈影响星际介质碳循环过程的观测证据。研究成果以“First Submillimeter Lights from Dome A: Tracing the Carbon Cycle in the Feedback of Massive Stars”为题于2026年1月7日在线发表在国际学术期刊《科学进展》（Science Advances）。碳在其三种主要相态——电离态（C⁺）、原子态（C⁰）和分子态（CO）之间的循环是影响星际介质化学组成与物理性质的核心过程，亚毫米波谱线观测是解密这一星际碳循环过程的关键。然而，因受地球大气对亚毫米波信号强烈吸收影响，全球仅有少数极端干燥、低温的区域具备相应的亚毫米波观测条件。南极冰穹A被公认为最具潜力的亚毫米波天文观测台址，但却一直未能实现真正意义上的亚毫米波科学“首光”。中国科学院紫金山天文台牵头在中国第41次南极考察中利用自主研制的60厘米南极太赫兹探路者望远镜（ATE-60）在南极冰穹A实现了首次亚毫米波天文科学观测。科研团队通过亚毫米波一氧
2026 02.01

科学岛团队理论设计并合作实现具有大隧道磁阻的共线性反铁磁隧道结

近日，中国科学院合肥物质院固体所功能材料物理与器件研究部自旋材料物理团队邵定夫研究员课题组在反铁磁自旋电子学领域取得重要突破，提出了一种由反铁磁金属界面效应诱导强自旋极化新机制，并基于此理论设计出高性能共线性反铁磁隧道结（Yang et al., Newton1, 100142 (2025)）。随后，团队与合肥工业大学王澜教授课题组合作，成功在实验上实现了该理论构想，在(Fe0.6Co0.4)5GeTe2/WSe2/(Fe0.6Co0.4)5GeTe2全反铁磁隧道结中观测到高达75%的隧道磁阻（TMR）效应。相关成果以“Interface-controlled antiferromagnetic tunnel junctions based on a metallic van der Waals A-type antiferromagnet”为题，发表于国际权威期刊Nature Communications上。随着信息技术持续向更小尺寸、更高集成度和更低功耗方向发展，传统半导体器件逐渐逼近物理极限。自旋电子学通过同时调控电子的电荷与自旋自由度，被认为是突破现有技术瓶颈的关键方向。其中，
2026 01.27

稀土学院提出“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，我校稀土学院的廖伍平研究员、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前沿的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的限制，导致起燃温度高
2026 01.17

中国天眼揭示快速射电暴双星起源关键证据

近日，由我校科教融合单位中国科学院紫金山天文台牵头，联合国内外多家研究机构组成的研究团队，利用我国500米口径球面射电望远镜（“中国天眼”，FAST）取得重要突破——在国际上首次捕捉到重复快速射电暴（FRB）的法拉第旋转量（RM）发生剧烈跳变并随后回落的详细演化过程。这一独特发现结果为“快速射电暴起源于双星系统”的假说提供了关键的观测证据，相关研究成果已于北京时间2026年1月16日在线发表在国际学术期刊《科学》（Science）。艺术想象图——双星系统中，伴星的星冕物质抛射形成磁化等离子体云，穿过地球与快速射电暴源的观测视线，引发法拉第旋转量的剧烈变化。快速射电暴是宇宙中最神秘的射电爆发现象之一，其持续时间仅为数毫秒，却能在瞬间释放相当于太阳一整周辐射总和的巨大能量。自2007年被首次发现以来，这类“宇宙射电脉冲闪”的起源机制一直是天体物理学领域的重要谜团。科学界普遍推测其与中子星等致密天体有关，而部分重复爆发的快速射电暴所呈现的爆发周期性特征，暗示其起源天体可能处于双星系统中，但长期缺乏直接观测证据支撑这一猜想。为破解这一谜题，研究团队利用FAST的超高灵敏度优势，对重复快速
2025 12.31

苏州医工所在抗耐药菌脑膜炎治疗领域取得重要研究进展

细菌性脑膜炎对人类健康构成严重威胁，致死率高达54%。ESKAPE菌作为医院感染的主要原因，由于严重的多药耐药性和泛药耐药性，已被世界卫生组织定义为需要关键/高度优先应对的病原体。此外，血脑屏障（BBB）会阻止几乎100%的大分子和98%的小分子进入大脑，使脑膜炎的治疗尤为困难。因此，亟需开发新型抗菌药物应对这一全球公共卫生威胁。宿主防御肽（HDPs）及其模拟物因其不易诱导耐药性的优点，被视为极具前景的抗耐药菌感染候选药物，但常因广谱抗菌活性弱或无法穿透血脑屏障等问题，而难以用于细菌性脑膜炎治疗研究。针对这一挑战，本研究提出了“双胍可作为新型宿主防御肽模拟物侧链正电荷基团”的创新策略，基于双胍官能团高电荷密度与强磷脂结合力的特性，实现了双胍化聚合物对ESKAPE耐药菌的高效广谱破膜杀菌性能，且长期处理不会诱导细菌产生耐药性与交叉耐药性。基于此策略设计的双胍化多肽模拟物在皮肤伤口感染、皮下感染、肾脏感染和腹膜炎等多种动物感染模型中均展现出优异的治疗效果。更重要的是，双胍化多肽模拟物能够通过转胞吞穿透血脑屏障，有效治疗耐药细菌性脑膜炎。该研究为设计兼具高效抗ESKAPE活性和穿透血脑屏障性

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