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2025 11.30

金属所原子尺度结构转变精准操控的原位电子显微学研究

原子级制造是国家重点布局的未来产业方向之一，原子尺度结构转变的精准操控与实时观测属于原子级制造领域的基础科学问题。近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室联合松山湖材料实验室研究团队，在该领域取得重要突破。以透射电子显微学方法为主，他们利用扫描透射高能电子束，不仅实时捕捉到KTaO₃晶体中Ta原子的动态运动，更成功诱导其结构精准转变为钨青铜K₆Ta₁₀.₈O₃₀，揭示了转变的关键调控参数。成果以“In-Situ Observation of Atom Motion and Manipulation of Structural Transformation”为题发表于《Advanced Materials》杂志，为原子尺度“造得准”与“看得清”奠定了重要科学基础。他们通过精确调控电子束剂量与位移，利用“knock-on”效应选择性“踢出”KTaO₃中的钾、氧原子形成空位，进而驱动较重的钽原子迁移。这种协同原子运动最终促使材料从钙钛矿结构KTaO₃转变为四方钨青铜结构K₆Ta₁₀.₈O₃₀。新结构在常温环境下稳定存在，显示出该方法在原子加工方面的广阔前景。结合低剂量相位衬度成像与密
2025 11.30

金属所闪速退火新策略实现晶圆级弛豫反铁电储能薄膜电容器

电介质储能电容器凭借高功率密度、超快充放电速度和长循环寿命等优势，被广泛应用于脉冲激光器、新能源汽车等高功率电子设备。然而，如何在维持高储能密度与效率的同时，进一步提升其温度稳定性，仍然是当前面临的关键挑战。目前，主流策略是通过多相复合、化学掺杂或缺陷工程等方法引入纳米畴结构，旨在诱导弛豫铁电或弛豫反铁电特性以优化储能性能。但这类方法的工艺通常较为复杂，制约了高性能电介质储能薄膜的大规模制备。针对上述挑战，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心胡卫进研究员团队创新性地提出利用超快结晶过程 “锁定” 高温纳米铁电/反铁电畴，以制备高性能弛豫铁电或反铁电薄膜的新思路。研究团队据此成功开发出升降温速率达每秒1000 ℃的“闪速退火”工艺，并凭借它，仅用1秒就完成了锆酸铅 (PbZrO3) 弛豫反铁电薄膜的结晶 (图1)。相关薄膜电容器展现出了良好的储能性能和出色的热稳定性。该成果以“闪速退火构筑晶圆级弛豫反铁电薄膜以提升储能性能 (Flash annealing-engineered wafer-scale relaxor antiferroelectrics for enhanced
2025 11.30

科学岛团队突破傅里叶红外光谱算法中混合物识别技术瓶颈

近日，中国科学院合肥物质院安光所红外精密仪器团队在傅里叶红外光谱（FTIR）分析算法研究领域取得系统性突破。团队面向实际应用，构建了 “混合物识别 - 基线重构 - 鲁棒定量 - 宽动态分析”研究框架，显著提升了复杂应用场景下气体的识别准确度以及定量精度。4项创新技术先后发表于Analytical Chemistry（中国科学院一区，IF=6.7）、Optics Express（中科院二区，IF=3.3）等国际知名期刊。一直以来，傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）凭借高分辨率、宽光谱范围及非破坏性优势，广泛应用于环境监测、国防安全、材料科学、生物医学及食品安全等领域。而在实际应用中，定量任务会面临仪器线型变化、多组分吸收峰重叠，吸收峰饱和导致的非线性响应以及各种测量误差等诸多挑战。为此，科研团队需要解决跨设备的复杂混合物识别问题，减少基线校正误差影响，提升浓度反演精度，自适应选取光谱区间等一系列难题。混合物识别作为定量的前驱步骤，其组分识别结果直接影响着定量的结果。为此，团队提出了一种基于“注意力”机制的深度学习框架（胥泰然，Analytical Chemistry2025）来应对混合
2025 11.30

紫金山天文台联合揭示X射线双星“早衰”现象

近日，中国科学院紫金山天文台、清华大学天文系等单位的联合研究团队利用欧洲空间局（ESA）XMM-Newton空间X射线望远镜，对邻近的仙女座星系（M31）开展了全面的X射线源巡天研究。研究结果表明，仙女座星系中低质量X射线双星（LMXB）的总X射线辐射亮度显著低于理论预期，意味着这些系统在形成后呈现出持续且快速的衰减趋势，比理论预期的演化速度更快。该成果已于2025年11月20日发表在国际天文学期刊《皇家天文学会月报》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。图1: X 射线与红外波段交织的仙女座。这是一张由 XMM-Newton（X 射线）与 WISE（红外）观测数据叠加而成的伪色图。下图显示了本次研究完整的天区，覆盖了从星系中心延伸至外围晕的广泛区域；上图聚焦于星系盘面，红外波段星系结构上的亮点为 X 射线双星。X射线双星由致密天体（中子星或黑洞）与伴星组成，是研究恒星在极端引力场下演化的“宇宙实验室”，也是反推星系演化历史的重要“化石”。 X射线双星中的致密天体从伴星吸积物质并释放出强烈的X射线。虽然我们身处银河系，
2025 11.30

广州能源所在绿色高效低成本回收战略性关键金属的团簇晶态材料方面取得进展

近期，中国科学院广州能源研究所废弃物处理与资源化利用科研团队在Chemical Engineering Journal, Coordination Chemistry Reviews, Separation and Purification Technology, Surfaces and Interfaces等期刊上连续发表研究成果，系统报道了利用杂化共价有机框架材料（H-COFs）实现战略性关键金属的绿色、高效、低成本回收的创新方法。该系列工作重点介绍了选择性回收、可循环利用及可再生能源驱动等核心技术，围绕固废、共伴生矿与低品位矿产等高价值元素矿冶研究主线，构建了结构精准可调、功能多样化的分子团簇晶态材料平台，为解决长期困扰该领域的选择性捕获、循环回收可持续性及能源转型中的资源保障等难题提供了富有成效的探索路径。Sc³⁺与 MI-GIEC704b 复合吸附剂的相互作用路径图研究指出离子型双壳层磁性共价有机框架材料可实现稀土元素及铜、铝、铁等金属元素的超快选择性回收，离子功能化与磁性杂化策略赋予材料优异的吸附速率与选择性。进一步发展的金属掺杂模板型杂化共价有机框架材料可成功应用于稀土
2025 11.30

苏州纳米所用于高精度测距和光谱测量的低噪声紧凑型双光梳

双光梳可以用于高精度的测距和光谱学测量。传统双光梳多采用光纤光频梳作为光源，尺寸体积都很大。基于克尔效应的微腔光频梳近年来获得了广泛研究，在高精度距离测量和光谱测量中都有重大的应用价值。过去研究中微腔光梳多采用光纤激光泵浦，需要复杂的频率扫描和锁定实现单孤子光梳，难以投入实用。针对这一困难，科研团队成功研制出一种硬币大小、蝶形封装的紧凑型克尔频率梳器件。其核心创新在于采用自注入锁定技术，将分布式反馈激光器与一个高品质因数、大模场面积的光纤法布里-珀罗谐振腔集成。这种设计无需复杂的外部主动反馈控制系统，即可实现超低相位噪声和长期频率稳定度。图. 紧凑型低噪声微腔光频梳器件架构及其双光梳应用。（a）用于高精度测量的低噪声双微腔光频梳系统概览。两个独立器件分别产生探测光梳和参考光梳，通过高度相干的双光梳外差技术实现精密测距与光谱测量。光纤法布里-珀罗谐振腔（FFPR）既作为自注入锁定所需的高Q值谐振腔，又是产生克尔光学频率梳的主要介质。（b）分布式反馈激光器（DFB）输出的光进入高Q值FFPR后，通过自注入锁定，DFB激光器可被稳定并锁定在谐振频率上，从而产生克尔光频梳。插图为内部设计示意图
2025 11.30

科学岛团队在抗炎药物研发方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质院健康所刘青松药学团队研发出一种新型受体相互作用蛋白激酶1（RIPK1）抑制剂，为程序性坏死（necroptosis）相关炎症性疾病的治疗提供了新的候选药物。该研究成果发表于药物化学领域权威期刊Journal of Medicinal Chemistry。研究表明，炎症性肠病（IBD）和全身性炎症反应综合征（SIRS）等炎症性疾病的发病机制与程序性坏死密切相关。当细胞发生程序性坏死时，细胞膜破裂并释放出大量细胞损伤相关物质，诱发炎症反应。RIPK1-RIPK3-MLKL信号轴被认为是程序性坏死的核心通路，其中RIPK1是该通路的关键调节蛋白。因此，抑制RIPK1的激酶活性成为治疗相关炎症性疾病的潜在策略。研究团队前期通过药物重定位策略，发现处于临床阶段的FGFR抑制剂AZD4547能够通过抑制RIPK1发挥抗程序性坏死作用，并在小鼠SIRS模型中验证了其治疗效果（Acta Pharmacologica Sinica, 2023, 44(4):801-810）。在此基础上，研究人员以AZD4547的骨架为起点，结合计算机辅助药物设计和Ⅱ型激酶抑制剂设计策略，通过系
2025 11.30

科学岛团队提出基于视觉-文本多模态融合的遥感图像全色锐化方法

近期，中国科学院合肥物质院智能所谢成军与张洁团队将多模态融合方法应用于遥感图像全色锐化领域，相关研究成果以“Exploring Text-Guided Information Fusion Through Chain-of-Reasoning for Pansharpening”为题发表在地球科学和遥感领域的中国科学院一区Top期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing (IEEE TGRS)上。遥感图像全色锐化技术旨在融合低分辨率的多光谱（LRMS）图像与高分辨率的全色（PAN）图像，以生成兼具高空间分辨率和丰富光谱信息的遥感影像。尽管由文本引导的多模态学习方法在自然图像领域已经取得了显著进展，但由于全色锐化领域多模态数据集的缺乏，以及遥感场景的复杂性等问题，为语义信息的准确提取带来了巨大挑战。为解决上述挑战，研究团队提出了一种创新的文本引导多模态融合框架（TMMFNet）。该框架首先基于多模态大语言模型（MLLMs），结合超分辨率模型、地理空间分割模型以及思维链（CoT）提示技术，为LRMS图像生成高质量的语义描述文本，
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

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