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2025 10.30

科学岛团队开发新型上转换纳米粒子实现高灵敏荧光检测

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 （DOI：10.1002/advs.202507602）。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
2025 10.20

苏州纳米所在机光伏电池湿热和冷热循环极端环境稳定性研究中取得突破

有机太阳光伏电池（OPV）因其质轻、柔性、可溶液加工等独特优势，在近太空、建筑一体化、物联网等领域展现出巨大应用潜力。然而，相较于晶硅电池，OPV器件的长期运行稳定性，尤其是在严苛环境（如高温高湿、冷热交替循环）下的可靠性，尚未得到充分验证。随着有机光伏电池效率的逐步提升，提升器件的本征与环境稳定性是亟待解决的重大问题。在前期OPV稳定性研究工作积累的基础上（Molecules28,6856 (2023)，Chem. Eng. J.503,158694 (2025)，ACS Appl. Mater. Interfaces17,15456-15467 (2025)），中国科学院苏州纳米所印刷薄膜光伏实验室针对有机光伏电池湿热和冷热循环极端环境稳定性提升需求，提出了从材料本征热稳定性筛选、器件功能界面优化、器件封装方法开发三个方面同步优化的系统解决策略（图1），首次实现高效率有机光伏电池在85℃/85%RH湿热条件以及-40℃至85℃的热循环条件下的优异稳定性结果，证实了高效有机光伏电池的湿热及冷热循环可靠性。图1：有机太阳能电池稳定性策略图2：有机光伏聚合物共混膜热稳定性分析在定量表征有
2025 10.03

金属所激子自发解离增强氮化碳聚合物半导体光解水制氢

具有光催化全分解水（OWS）制氢性能的廉价光催化材料是构建可规模化绿氢制取路线的关键。在已被报道材料中，聚三嗪酰亚胺（PTI）作为一种碳氮聚合物半导体，因其低成本、环境友好等特性，被认为具有开展低成本规模化全分解水制氢巨大潜力。尽管领域内尝试通过调节结构和成分来增强PTI的光催化性能，但其OWS性能仍然落后于无机半导体。追溯根本原因，是PTI材料的聚合物属性导致其相比传统无机半导体材料具有两个关键缺陷。一方面，由于碳氮骨架中能态局域性较强，聚三嗪酰亚胺的激子结合能高（此前报道值最低为43 meV，明显高于室温下扰动能25.7 meV），因此其内部产生的光生电子空穴难以解离成为自由电荷，而是形成束缚态激子，导致光生电子空穴复合几率高。另一方面，作为高晶态聚合物，聚三嗪酰亚胺的碳氮骨架具有高度对称性，缺乏各向异性电荷传输和空间分离的能力，氧化和还原位点重合，导致产生的氢气和氧气容易发生副反应。实际上，这两个关键缺陷也是包括聚三嗪酰亚胺在内的聚合物型半导体光能转换材料广泛面临的共性科学挑战。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太阳能与氢能材料研究团队提出了一种通过晶格工
2025 10.03

苏州纳米所在电解水制氢领域中取得新进展

碱水电解制氢技术符合全球零碳排放的战略目标，是实现可持续氢能生产最有效、最经济的策略之一。众所周知，在析氢反应（HER）中，高效的产氢途径遵循Volmer-Tafel机制，即电化学吸附的两个相邻的质子在最小的能耗（施加最低的过电位）下重组生成一个氢分子。然而，HER过程很大程度上依赖于电解质溶液的pH值，在具有高质子浓度的溶液中，动力学更有利。目前，为克服高pH电解质中低质子浓度和活性的本征属性，构建类酸型催化剂表面被认为是显著提高碱性HER催化活性的开创性策略之一。由于具有氧化物和固体酸的双重特性，布朗斯特（Brønsted）酸性氧化物（如氧化钨，氧化钼等）表现出优异的解水能力和提供质子的性质，可作为碱水电解析氢中潜在调控局部pH的材料，用于类酸催化界面层的生成。氧化钨作为其中一种典型具有Brønsted酸特性的氧化物，基于此，研究团队精心设计了W/WO2固体酸异质结催化剂，通过钨原子自发构建动态化质子浓缩表面，实现动力学最优的Volmer-Tafel析氢反应路径（Nat. Commun. 2023,14,5363）。为加速酸性催化剂表面的质子转移动力学，研究团队进一步优化类酸催化剂
2025 10.03

科学岛团队提出面向育种场景的植物表型高精度三维提取方法

近期，中国科学院合肥物质院智能所黄河研究员团队提出了一种基于神经辐射场（NeRF）与Segment Anything Model 2（SAM2）融合的交互式无监督植物快速表型提取框架IPENS，实现了对水稻和小麦等作物多器官的高精度三维点云提取，显著提升了植物表型分析的效率与准确性。该研究成果已正式发表于植物表型学领域知名期刊Plant Phenomics（中国科学院一区TOP期刊）上。植物表型分析是现代智慧育种的核心技术之一。传统方法依赖大量人工标注数据，成本高、周期长，且难以处理遮挡严重的小目标（如稻穗、籽粒）。IPENS框架通过结合NeRF的高质量三维重建能力与SAM2的强大视频分割与传播能力，实现了无需标注、单轮交互、多目标三维点云同步提取。该方法在水稻数据集上实现了籽粒、叶片和茎秆的mIoU达63.72%，籽粒体素体积预测R²为0.77，叶片面积预测R²为0.84，叶片长宽R²约0.97和0.87；在小麦数据集上表现更为突出，mIoU达89.68%，穗部体积预测R²高达0.9956，叶片面积预测R²接近1.0，叶片长宽R²约0.99和0.92。整个提取过程仅需3分钟，极大提升
2025 10.03

金属所纳米晶304不锈钢板材研究取得重要进展

自上世纪八十年代人们提出纳米材料的概念以来，纳米粉体和薄膜材料已得到广泛应用。然而，块体纳米/超微晶金属结构材料的大规模产业化仍面临挑战。其中一个关键原因是，应力与腐蚀交互作用导致纳米/超微晶金属结构材料在服役过程中力学和耐腐蚀性能难以同时提高。中国科学院金属研究所王胜刚及其合作者利用深度轧制技术制备出纳米晶304不锈钢板材(NCP-304，整体纳米化)。前期工作表明，与普通304不锈钢(TPC-304)相比，NCP-304点腐蚀和均匀腐蚀阻力提高(腐蚀速率降低，钝化膜击穿电位提高了400 mV，钝化区间变宽370 mV)。 NCP-304抗高温氧化(900 °C空气中) 和耐应变疲劳(应变范围0.2%- 1.4%)性能提高。应力腐蚀(应变速率2.5 × 10−6s-1)实验表明，室温空气中，与TPC-304比较，NCP-304屈服和抗拉强度分别提高1520 MPa和458 MPa；室温1 mol/L HCl溶液中，屈服和抗拉强度分别提高1487 MPa和591 MPa。NCP-304在空气和1 mol/L HCl溶液中延伸率分别为42% 和30%，NCP-304抗应力腐蚀性能提高。近
2025 10.03

紫金山天文台联合发布包含16万个脉冲星单脉冲的原始数据库

中国科学院紫金山天文台联合澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）等国际机构，在帕克斯射电望远镜海量观测数据的基础上，首次将脉冲星单脉冲的原始二进制形式数据段纳入系统化管理，成功构建了包含多个脉冲星超过16万个单脉冲的第二代帕克斯暂现源数据库（PTD II），为研究脉冲星辐射机制和暂现现象提供了宝贵资源。研究成果以“Parkes Transient Events. II. Pulsar Single-pulses Database Containing Raw Data Segments”为题，于2025年9月24日发表在《天体物理学报增刊》（The Astrophysical Journal Supplement Series）上。脉冲星作为宇宙中的“精确时钟”，自1967年被发现以来一直是研究极端物理环境的重要窗口。尽管传统研究多基于对大量脉冲平均后的轮廓，但单脉冲分析却能揭示脉冲星辐射中的漂移子脉冲、零脉冲、模式转换、巨脉冲等关键现象。近年来，快速射电暴（FRB）和旋转射电暂现源（RRAT）的发现，更凸显了单脉冲研究在揭示中子星极端行为中的不可替代性。第一代帕克斯暂现源数据库
2025 10.03

科学岛团队在食管癌类器官VOC研究方面取得新进展

近期，中国科学院合肥物质院健康所团队开展食管癌类器官挥发性有机物（VOC）研究，发现了一种癌细胞气态标志物，研究结果发表在美国化学会ACS期刊Analytical Chemistry上，并被选为supplementary cover封面文章。人体代谢产生的VOC气体活检，或中医闻诊/嗅诊，是通过气味成分探测癌症的方法，具有安全无创、使用便捷、接受度高等特点，也是肿瘤无创筛查领域备受关注的研究方向。以往通过临床研究可以获得食管癌患者样本特征VOC，但这些临床样本特征VOC是否直接来自癌细胞代谢以及细胞代谢形成机制是什么，迫切需要开展体外细胞实验科学研究。为此，研究团队利用食管癌细胞和正常细胞，除了常规贴壁2D单层培养以外，还构建和培养了3D细胞球和类器官，并对他们代谢释放的VOC进行了气相色谱-质谱（GC-MS）非靶向检测和分析比较。结果显示：在单层、球体、类器官状态下，癌细胞释放的2-甲基丁酸乙酯均显著高于正常细胞。转录组数据分析表明，2-甲基丁酸乙酯上调可能与蛋白质降解/吸收通路相关。该工作不仅报告了食管癌细胞VOC标志物，也给出了癌细胞代谢机制研究的目标分子，为食管癌无创筛查与快速
2025 10.03

紫金山天文台联合发布雪山牧场15米亚毫米波望远镜科学白皮书

9月19日，中国科学院紫金山天文台联合国内外多家科研机构，在SCIENCE CHINA Physics, Mechanics Astronomy（《中国科学：物理学力学天文学》英文版）正式在线发表雪山牧场15米亚毫米波望远镜科学白皮书“Scientific Objectives of the Xue-shan-mu-chang 15-meter Submillimeter Telescope”。科学白皮书系统阐述了项目的科学背景、建设进展和未来发展规划，明确了河外天文学、银河系科学、时域天文学和天体化学四大核心科学方向，标志着我国在亚毫米波天文学领域迈出了关键一步。在浩瀚的宇宙中，恒星与行星的孕育常常被星际尘埃所掩盖。传统的可见光望远镜难以穿透这些“宇宙面纱”，而亚毫米波观测则能洞悉隐藏其中的冷气体、星际分子、星际尘埃等。它不仅能揭示星系形成与演化的规律，还能追踪生命相关分子的起源线索。长期以来，我国在亚毫米波天文观测方面相对薄弱，缺乏自主建设、可常规运行的观测设施。为弥补这一空白，科研人员提出建设一台15米口径的亚毫米波望远镜，以支撑未来我国在天文学、天体物理学及天体化学领域的
2025 10.03

科学岛团队利用金刚石量子传感技术破译镧镍氧单晶超导抗磁之谜

近期，中国科学院合肥物质院固体所刘晓迪研究员团队联合吉林大学黄晓丽教授团队、中山大学王猛教授团队利用金刚石氮-空位（Nitrogen vacancy, NV）色心以及电输运手段，在高压下的镧镍氧（La3Ni2O7−𝛿）单晶材料中同步观测到超导零电阻和迈斯纳效应，证实了镧镍氧材料的超导抗磁性，为这类高温超导材料的研究提供了坚实的实验证据。相关结果发表在Physical Review Letters上。2023年，镧镍氧材料在高压环境下被报道具有零电阻特性，其转变温度约为80 K，这一发现迅速引发了凝聚态物理领域的广泛关注。然而，超导的判定需要同时满足零电阻和抗磁性（迈斯纳效应）两大特征。受限于高压条件下超导体积分数较低，以及传统磁测量技术在高压力环境中的技术瓶颈，镧镍氧材料是否具有迈斯纳效应仍存在争议。为攻克超导抗磁性测量这一难题，研究团队创新性地将金刚石NV色心量子传感与高压金刚石对顶砧技术相结合，自主搭建了基于固态色心量子传感的高压低温磁探测系统，实现了对La3Ni2O7−𝛿单晶局部抗磁性的原位高灵敏度检测。进一步通过将该技术与四探针电输运测量结合，研究人员在同一块单晶样品上同步

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