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机械工程学会摩擦学分会 润滑材料全国重点实验室 摩擦学学报
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研究进展

南大朱鸿鹄团队利用暗光缆分布式声波传感技术赋能城市韧性实时监测 2026-04-21        随着极端天气事件频率与强度持续攀升，洪水、滑坡、地面塌陷等灾害频发，严重威胁城市环境安全与社区生活稳定。新冠疫情等突发公共卫生事件引发的紧急管控措施，更进一步凸显了提升城市韧性的迫切性。在这一背景下，开发能够增强城市感知能力的智能监测系统，已成为推动智慧城市建设、提升城市韧性的重要趋势。分布式声波传感（DAS）技术凭借高空间分辨率与对现有光纤网络的复用能力，为城市韧性的动态感知提供了全新的技术路径。与传统监测手段（如摄像头、遥感或问卷调查）相比，DAS可直接利用城市中已有的暗光缆，实现全天候、实时、连续的高密度数据采集。它让原本沉默的光缆化身城市的“听觉神经”，随时捕捉人流、车流与环境振动的细微变化。尽管DAS在技术层面已显现出显著优势，但如何将其有效融入城市韧性的分析、评估与管理策略，目前仍缺乏系统性的研究框架与可推广的实践范式，亟待深入探索。        面对这一关于城市安全的重大需求，南京大学地球科学与工程学院朱鸿鹄教授团队在南京大学仙林校区布设了长达3.8公里的暗光缆，构建了基于DAS技术的大地感知系统，并创新性地将监测结果引入“适应性循环”理论框架，提出了一种从统一视角协调基础设施韧性与社会韧性的新方法。该系统自2023年2月起持续运行，覆盖校园多个区域，实现连续、高密度的振动数据采集，为“感知型”智慧校园建设提供了重要的技术支撑。团队通过分析DAS数据的功率谱密度（PSD）波动特征，评估了图书馆、教学楼、食堂、宿舍、体育馆等典型校园建筑在不同时段的活跃度，并揭示了活跃度的时空演化规律。团队进一步通过时空相关性计算，发现了不同区域间的活动模式耦合关系，为优化交通组织、制定疏散路线、实施应急响应与公共安全管理提供了定量化依据。在极端天气或公共卫生等突发事件中，系统能第一时间捕捉局部异常扰动，为决策者赢得宝贵的应对时间。本研究将DAS感知数据与“适应性循环”四阶段（开发、维持、释放、重组）相结合，探索其在城市韧性建设中的综合作用，展示了科学决策、数据驱动的强大潜力。该技术体系不仅适用于智慧校园，还可推广至更广泛的城市治理与防灾领域。 图1 基于分布式声波传感的城市韧性监测系统示意图 图2 基于分布式声波传感的城市韧性增强框架 图3 南京大学分布式声波传感阵列布设图 图4 DAS阵列的PSD变化率分布：（a）2024年4月2日上午11点PSD变化率分布图；（b）2024年4月2日不同时间所有位置的PSD变化率分布情况。 图5 不同时期校园建筑PSD变化分布:（a）不同建筑物的PSD变化的相关性分布；（b-e）在工作日、周末、假期和考试周期间不同建筑的活动模式。        相关成果近期以“Real-time campus resilience monitoring with distributed acoustic sensing: A case study”为题，发表于国内自然科学综合类顶级期刊《Science China Technological Sciences》。论文第一与通讯作者为南京大学朱鸿鹄教授，合作者包括施斌教授、王勤教授、阮友谊副教授、谭道远副教授、博士生王静，以及应急管理大学程刚教授、中国科学院声学研究所杨吉鑫博士。研究工作得到了国家杰出青年科学基金（42225702）、国家自然科学基金（42407250）和江苏省自然科学基金（BK20211086）等项目的资助。特别感谢南京大学陈颙院士依托大地探测与感知研究院发起“透明南大”项目，为本研究奠定了战略性基础，并在研究过程中给予了持续支持与宝贵指导。        论文链接：https://doi.org/10.1007/s11431-025-3030-7
我国学者在珍稀濒危动物药穿山甲“走窜”功效的现代科学阐释方面取得进展 2026-04-21 图 面向国家战略需求，以现代科学阐释珍稀濒危动物药穿山甲“走窜”功效        在国家自然科学基金项目（W2521041）资助下，北京中医药大学赵国栋课题组在珍稀濒危动物药穿山甲传统功效物质基础及新作用模态研究方面取得新进展。研究成果以“Cysteine-Rich Peptide for Chiral Self-Assembly: A Multi-Functional Antioxidant with Novel SH-Mediated ROS-Responsive Disassembly from Natural Medicine”为题，于2026年4月17日在《Materials Horizons》上发表，DOI：10.1039/D6MH00128A。论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/mh/d6mh00128a/unauth。        穿山甲鳞片是中医临床用于“消肿排脓、搜风通络”的珍稀动物药，其独特“走窜”功效的科学内涵长期未明。2024年，国务院联合国家药监局、国家中医药管理局发文《关于支持珍稀濒危中药材替代品研制有关事项》（国发〔2024〕129 号），将穿山甲列为首批重点支持的研制对象。此前研究表明穿山甲鳞片富含角蛋白、连接蛋白、桥粒蛋白等大分子，但经炮制及消化后产生的活性小分子及其作用模态尚属空白。针对这一问题，课题组提出“炮制–消化后多肽群及其高阶组装可能是介导传统功效微观物质基础”的科学假说，并运用多肽组学、绿色合成及超分子结构解析等方法进行了系统验证。        该研究取得了以下三方面突破：一是克服了多肽组学“可预测不可确证”的技术难题，构建了“组学预测–标准品制备–反向确证”的精确鉴定体系，报道了17条穿山甲源多肽的精确化学结构。二是首次发现动物药来源天然四级手性超分子自组装多肽PSPA，该多肽可自发形成从亚原纤维到手性纳米环的逐级高阶结构，通过保护酶切位点实现体内稳定与缓释，为“走窜”功效提供了持久起效的物质形态。三是揭示了PSPA兼具高效穿膜、抗氧化及天然巯基介导的ROS智能响应解组装功能，实现“按需”释放。氧化应激是多种炎症、淤阻病理过程的共性环节，这与穿山甲所主治的“肿、脓、痹、阻”等病症存在密切关联。因此，研究初步揭示了“自组装稳定–高效穿膜–抗氧化调节”这一基于现代分子生物学的潜在作用通路。        该工作面向国家关于珍稀濒危中药材资源保护与可持续利用的战略需求，将传统功效表述转化为可解析的分子过程，实现了从“宏观经验描述”到“微观机制阐释”的转变，为中医药理论的现代科学表达提供了示范路径，并为相关替代品研发提供了分子基础和绿色可持续制备路径。本研究使用的穿山甲鳞片为中国食品药品检定研究院标准品（批号121027-201305），仅用于科学研究，来源合法合规，样品可靠。
武大陈益峰/周佳庆团队提出“嗅探”岩石破裂理论 2026-04-14        近日，武汉大学水利水电学院、水资源工程与调度全国重点实验室、水工岩石力学教育部重点实验室陈益峰/周佳庆团队，联合香港大学、中国地质大学（武汉）、美国加州大学伯克利分校、美国德州大学奥斯汀分校、美国新泽西理工学院等国内外研究单位团队，在岩石破裂预测方面取得重要研究进展。相关研究成果以“Probing rock rupture with naturally occurring nuclide signals（基于天然放射性同位素信号探测岩石破裂）”为题，发表在国际顶尖综合性学术期刊Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS，《美国科学院院刊》）。周佳庆副教授与新泽西理工学院毛荣博士后为第一作者，陈益峰教授与香港大学罗新研究员、美国科学院院士、加州大学伯克利分校Michael Manga教授为共同通讯作者。研究工作得到中国工程院院士周创兵、中国科学院院士唐辉明联合指导。         地震、山体滑坡、火山喷发等重大地质灾害，以及库坝渗漏、隧洞突涌水等水工岩体病害，本质均源于岩体渐进损伤与突发性破裂。这类灾害隐蔽性强、突发性高、破坏力巨大，能否精准捕捉岩石破裂前兆、提前识别灾变信号，直接决定灾害预警与工程防控的成败，是全球地球科学与岩石工程领域长期面临的关键科学与技术难题。岩石在发生宏观破裂前，会释放氡、氦、氩等天然放射性同位素信号，这类信号对岩石变形扰动极为灵敏。半个多世纪以来，学界已在多种类型灾害发生之前监测到此类异常信号波动，因而天然放射性同位素信号是极具应用潜力的灾害前兆指标。但相关研究长期停留在现象观测层面，解译理论缺失，导致灵敏度极高的天然示踪信号始终无法落地应用于灾害防控及预警。 岩石破裂与天然放射性同位素信号释放的关联模型 天然放射性同位素长时序信号分解与重构         为此，研究团队首次提出了基于物理过程的天然放射性同位素长时序信号分解与重构方法，结合室内长周期岩石破裂试验、库岸边坡变形多年观测数据研究，发现了岩石变形破裂过程中同位素信号演化的通用范式曲线。该曲线由瞬时脉冲信号（Amax）与衰减稳态信号（Aeq）两大核心特征构成，并分别与岩石破裂面积（Se）与破裂开度（b）两大关键结构参数关联。通过严谨理论推导，结合系统刻画母核α衰变生成、子核α衰变消亡、裂隙壁面吸附–解吸附、沉淀及风化等复杂物理化学过程的同位素信号演化精细模拟，建立了天然放射性同位素特征信号与岩石破裂关键参数之间的本构关系，据此构建了岩石破裂定量诊断理论与预测方法，实现了单个微破裂离散信号与岩体宏观破裂信号的有机统一，完成了从定性观测到定量评估的关键跨越。 岩石破裂状态与天然放射性同位素特征信号之间的本构理论         该成果将岩体灾变的水化学前兆信号研究，从经验观测层面提升至机理解析、定量诊断的全新高度，填补了该领域理论研究与工程应用之间的空白，使得未来超前“嗅探”各类岩体灾害成为可能。研究成果在重大地质灾害预测预报、库坝渗漏通道示踪溯源、深地工程环境探测与灾变防控等领域具有重要应用前景，有望服务国家重大水利水电工程建设运维及防灾减灾战略需求。         该研究得到国家自然科学基金重大项目、卓越研究群体项目、优青项目，以及湖北省杰青项目等资助。         论文链接: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2602434123
苏科大张程/李阳团队在神经形态分子计算领域取得重要进展 2026-04-10        近日，苏州科技大学物理科学与技术学院张程、李阳团队联合中科院苏州纳米所张珽团队、西交利物浦大学赵春团队等多家研究单位，研发新型分子忆阻器，为超低功耗脉冲神经形态计算开辟新路径。相关研究成果以“A Lamellarly Controlled Molecular-Redox-Driven Memristor for Pruned Spiking Neuromorphic Computing”为题，在学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）上发表。         神经形态计算作为下一代类脑人工智能的核心发展方向，凭借高频、高速、超低功耗的特性成为研究热点，忆阻器则是构建高效神经网络的基础核心器件。其中，分子忆阻器因结构可调控、机械柔性、低温溶液可加工等优势，在神经形态工程中展现出独特潜力，但金属导电丝（CF）在分子内和分子间的随机迁移，导致器件一致性差、功耗过高等问题，成为制约其大规模应用的关键瓶颈。         为解决上述问题，本研究提出了一种基于双核萘二酰亚胺衍生物的“一体化”分子设计策略（图1）。该分子兼具丰富的活性位点、优异的氧化还原能力、层状有序堆积结构，能够在分子层面实现对金属离子迁移与导电细丝生长的精准调控。通过引入PVDF聚合物形成内置电场，进一步实现了从模拟型到数字型忆阻行为的可重构切换。实验与理论计算共同揭示了该分子通过层间有序通道实现离子定向迁移的机制，为高性能有机忆阻器的设计提供了新思路。 图1. 分子忆阻材料的开发与设计         基于该分子的忆阻器在模拟型突触行为中表现出极低的功耗（90 μJ/μm²）和快速响应（89.7 ns），并成功模拟了短时可塑性、脉冲时间依赖性可塑性等关键突触功能（图2）。 图2. 基于分子忆阻器的低功耗模拟型突触特性         在数字型模式下，器件实现了0.5 V的超低操作电压、98%的高制备良率及超过2.5×10⁵秒的高温保持能力（图3）。构建的15×15忆阻器阵列成功实现了中文字符的实时存储与识别，展示了其在集成化神经形态系统中的应用潜力。  图3. 基于分子忆阻器的低功耗数字型忆阻特性         研究团队进一步提出了一种基于硬件特性的剪枝算法，通过分析突触误差与电压调整，实现对脉冲神经网络中神经元连接的稀疏化。实验表明，在维持识别率超过90%的前提下，神经元连接数量最多可减少92%，显著降低系统级能耗（图4）。该剪枝算法与分子忆阻器的“软-硬”协同设计，不仅提升了计算效率，也为未来实现低功耗、高可扩展性的类脑计算系统提供了可行路径。 图4. 基于分子忆阻器类脑计算的器件架构设计         本研究从分子设计、器件调控到算法优化，系统地构建了面向低功耗脉冲神经计算的技术路径。所提出的“一体化”分子材料与可重构忆阻器架构，为有机分子在神经形态硬件中的应用奠定了基础。未来，该平台有望进一步拓展至柔性电子、三维集成、智能传感等方向，推动类脑计算从器件走向系统级应用。         苏州科技大学为该研究第一完成单位，苏州科技大学张程为论文第一作者，西交利物浦大学王琦男、赵春为共同第一作者，苏州科技大学李阳、中科院苏州纳米所张珽、康黎星、王小伟为共同通讯作者。研究得到了国家杰出青年科学基金（62125112）、国家自然科学基金（62304148, 62301553）等项目的资助。         论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202512521
南京医科大学陈云团队在抗肿瘤免疫治疗研究领域取得新进展 2026-04-08        在国家自然科学基金项目（批准号：82230059、U25A20111、82573130）等资助下，南京医科大学陈云教授团队在MHC-I受损型肿瘤免疫治疗领域取得进展。相关研究成果以“通过激活COTL1高表达的自然杀伤细胞GITR信号克服tsMHC-I受损型肿瘤中的免疫检查点阻断抵抗（Reinvigorating COTL1high NK cells via GITR signalling overcomes immune checkpoint blockade resistance in tsMHC-I-impaired tumours）”为题，于2026年3月30日在线发表于《自然•细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。论文链接为：https://www.nature.com/articles/s41556-026-01925-9。 图 COTL1high NK介导免疫治疗响应机制图        肿瘤特异性主组织相容性复合体I类分子（tsMHC-I）缺陷或下调是导致CD8+ T细胞识别障碍及免疫检查点阻断（ICB）耐药的核心因素。尽管tsMHC-I受损型肿瘤常表现为“免疫冷环境”，但临床研究观察到部分此类患者仍能对PD-1/PD-L1阻断疗法产生响应。这一现象背后的非T细胞依赖性免疫补偿机制，及其如何影响肿瘤细胞抗原呈递水平，一直是肿瘤免疫领域亟待解析的关键科学问题。        研究团队通过多中心临床样本分析结合单细胞转录组测序及空间转录组技术，鉴定出一类富集于tsMHC-I受损的ICB响应患者中的COTL1high自然杀伤（NK）细胞亚群。研究表明，COTL1high NK细胞通过其表达的肌动蛋白结合蛋白COTL1稳定与PD-L1+ 巨噬细胞间的免疫突触结构。在这种紧密的细胞间相互作用下，PD-1/PD-L1阻断有效解除了对GITR下游信号的抑制，释放了巨噬细胞来源的GITRL对NK细胞的共刺激信号。激活后的COTL1high NK细胞经历了显著的代谢与表观重塑，通过线粒体氧化磷酸化增强及乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）积累，促进了转录因子RBPJ启动子区的H3K27ac修饰，进而驱动IFNγ的持续分泌。释放的IFNγ能够重新上调肿瘤细胞的tsMHC-I表达，将“冷肿瘤”转化为可被T细胞识别的状态，从而强化适应性抗肿瘤免疫应答。        该研究阐明了在抗原呈递功能受损条件下，COTL1high NK细胞如何通过与巨噬细胞的细胞间通讯代偿性启动免疫反应的重要机制，并证实了GITR激动剂联合PD-L1阻断在克服ICB抵抗中的临床潜力，为精准识别免疫治疗获益人群、开发新型NK细胞免疫疗法奠定了重要理论基础。
气科院车慧正/张小曳团队在大气环境人工智能预报模型研究方面取得进展 2026-03-24        在国家自然科学基金项目（批准号：42588301、42522509、42090033、42175153）等资助下，中国气象科学研究院车慧正研究员和张小曳院士团队在全球气溶胶-气象耦合人工智能预报模型研究方面取得进展。相关成果以“利用机器学习推动全球气溶胶业务化预报（Advancing operational global aerosol forecasting with machine learning）”为题，于2026年3月5日在线发表于《自然》（Nature）。 图 全球气溶胶-气象耦合人工智能预报模型架构及预报策略        随着人类活动与气候变化加剧，沙尘、野火等导致的大气气溶胶污染问题日益突出，精准预报其分布与变化至关重要。然而，气溶胶预报的高复杂度与计算成本远超传统天气预报，需同时解析多种来源、化学转化及其与天气系统的多尺度相互作用。传统数值模型通过耦合大气化学传输与天气模拟，需求解数以万计的大气动力学与化学反应方程，计算负担巨大，且对非线性过程刻画不足，导致预报偏差。近年来，机器学习在提升天气预报效率与精度上展现出潜力；但从气象预报迈向气溶胶-气象耦合预报，变量维度与过程复杂性显著跃升，人工智能能否精准模拟这一高度复杂的耦合系统，仍是亟待探索的前沿科学问题。        针对这一难题，研究团队基于42年全球12万时次的气溶胶再分析资料训练，通过集成全局注意力机制、时空编码模块及接力预报策略等关键技术，研制了全球首个气溶胶-气象耦合预报人工智能模型“AI-GAMFS”，实现了全球气溶胶智能预报的高效业务化运行。AI-GAMFS可在1分钟内实现全球范围5天、逐3小时的业务化预报，空间分辨率达50公里，每日滚动预报8次。预报输出涵盖54个变量，包括沙尘、硫酸盐、黑碳、有机碳、海盐等5类关键气溶胶组分的光学特性、地面浓度及相关气象要素。        独立评估结果表明，AI-GAMFS在气溶胶光学厚度（AOD）及沙尘组分预报等评估指标上，表现性能优于欧洲中期天气预报中心的哥白尼大气监测服务模型（CAMS）及多个国际先进的区域沙尘物理预报模型；与美国国家航空航天局的戈达德地球观测系统前向处理模型（GEOS-FP）相比，其在全球AOD预报中的平均误差更低，在沙尘预报方面能力相近，并在美国和中国近地面关键气溶胶组分浓度预报中展现出更精准的刻画。        当前AI-GAMFS已完成从科研攻关到业务落地的全链条闭环。在国内，该模型已在中央气象台及陕西、宁夏等10余个省（自治区）气象部门实现业务应用，并通过中国气象局天气预报科技成果中试基地业务准入，在多次沙尘天气过程预报业务会商中发挥了关键支撑作用。在国际层面，该模型已正式接入“妈祖（MAZU）”全民早期预警云平台，面向全球提供预报服务。        本研究为机器学习应用于全球气溶胶预报提供了成功范例，标志着该方向迈向业务化应用的新阶段，也为沙尘暴、野火、雾-霾等全球气溶胶污染事件的精准预警提供了有力支撑。        论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10234-y。
北邮齐涛/王尚广团队在大模型可信保护领域取得重要进展 2026-03-23        近日，北京邮电大学计算机学院（国家示范性软件学院）王尚广、齐涛教授团队在大模型可信保护领域取得重要进展。相关研究以“基于信息同位素技术的黑盒大模型训练数据成员审计”（ Auditing unauthorized training data from AI generated content using information isotopes）为题。在学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上发表。        以大语言模型为代表的人工智能的飞速发展，高度依赖对海量人类生成数据的深度学习，然而当前训练数据的获取普遍面临严峻的版权与隐私挑战，即大量受版权保护的作品及隐私敏感的数据在未获授权的情况下被用于商业训练，开发者以模型性能提升的方式“隐性获利”，使得侵权行为极具隐蔽性。更为严峻的是，大模型的训练语料常被刻意遮蔽，数据持有者在面对仅提供接口服务的“黑盒”大模型时（用户只能访问模型生成内容），几乎无法发现侵权行为，更难以完成有效举证。因此，研究面向黑盒大模型的训练数据使用审计与证据验证技术，是推动AI合规治理、建立可执行的数据保护机制的关键问题。        针对上述挑战，本文首次揭示人工智能系统中的“信息同位素”机理，指出隐私数据中天然内嵌的微结构信息可在模型学习与生成过程中稳定保留，从而构成可追踪的隐式标识。在此基础上，构建信息同位素驱动的模型记忆量化理论，实现数据成员性的可计算表征与精确度量；提出跨模态推理引导的先验知识解耦与校准机制，系统剥离背景知识干扰；最终形成仅依赖模型输出的训练数据审计技术方法，突破了黑盒条件下大模型训练数据隐私与版权侵犯问题难检测的挑战，为面向大模型的可信数据治理提供了理论基础与技术路径（如图1）。 图1：算法流程图及关键技术说明        基于开源LLaMA-1系列模型（相关训练数据来源已开源）为测试对象的评估实验表明（如图2），本文所提算法以最高超过99%的检测准确率（显著性检验：p<0.01）实现了对训练数据成员性的精准识别，整体性能显著优于现有相关方法；同时证明了该方法在不同数据领域中具有良好的泛化能力，并且对多种对抗性数据攻击策略表现出较强的鲁棒性，表明了其在实际数据审计场景中的应用潜力。 图2：核心性能评测结果，其中InfoTracer为本文所提方法        研究进一步将评估范围扩展到了9个主流大模型服务，包括ChatGPT、Claude、Gemini、DeepSeek、Doubao等，并使用新闻、代码领域的数据集进行测试。实验结果表明（如图3），InfoTracer 依然能够保持极高的检测准确率，并在百万Token级长文本场景下仍保持稳定表现，进一步验证了其在 不透明商业 AI 系统训练数据审计中的有效性与实用性。 图3：InfoTracer方法在模型架构与数据规模上的泛化性验证        该研究为大模型时代的数据安全保护提供了可落地的技术路径，并从机理层面构建了黑盒条件下训练数据审计的系统化理论框架与方法范式，填补了数据可追踪性的关键空白，对完善大模型治理体系、推动可信人工智能发展具有重要意义。        北京邮电大学为本研究第一完成单位，北京邮电大学齐涛研究员为论文第一作者，北京邮电大学王尚广教授、清华大学黄永峰教授、香港科技大学谢悦琪研究员、剑桥大学Nicholas Lane教授为本研究共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金青年科学基金项目（A类）（62425203）、国家自然科学基金青年科学基金项目（C类）（62502044）等多个项目的资助和支持。        论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-68862-x
北师大夏星辉团队量化了受人为活动影响的湖泊对全球湖泊温室气体排放的贡献 2026-02-26        1月16日，北京师范大学环境学院夏星辉教授团队在Cell子刊《One Earth》发表了题为“Human-impacted lakes contribute over one-third of global lake greenhouse gas emissions”的研究论文。         湖泊在全球碳氮循环中发挥着重要作用，同时也是温室气体的重要排放源。随着社会经济的快速发展，各种人类活动向湖泊输入了大量营养物质，从而改变了湖泊温室气体的排放通量。然而，人类活动影响下的湖泊在全球尺度上的温室气体排放量及其对全球湖泊温室气体排放的贡献仍不明确，这对相关降碳减污政策的制定与实施提出了挑战。         针对以上科学问题，北京师范大学夏星辉团队通过构建全球湖泊温室气体通量数据库，并根据湖泊特征及人类扰动程度将全球湖泊分为四类：即受人为活动影响较大的城市与非城市区湖泊，以及受人为活动影响较小的自然冻土与非冻土区湖泊，准确量化了全球受人为活动影响的湖泊温室气体排放量及对全球湖泊温室气体排放的贡献，并据此推测了全球湖泊的温室气体减排潜力（图1）。 图1 全球不同类型湖泊面积、温室气体排放通量、排放量及减排潜力         研究通过汇总历史文献数据，构建了包含全球5200余条湖泊温室气体通量的数据库，包括二氧化碳通量、氧化亚氮通量、甲烷扩散通量、甲烷冒泡通量，并获取了相应湖泊的物理化学参数等指标。进一步根据湖泊特征与人类扰动程度，将湖泊分为四种类型，即受人为活动影响较大的城市与非城市区湖泊，以及受人为活动影响较小的自然冻土与非冻土区湖泊（图2）。         研究发现，四种类型湖泊的物理特性（面积、深度）、水质参数（总氮，总磷，叶绿素，溶解有机碳；图3）和温室气体通量（图4）均存在显著差异，且四种类型湖泊温室气体通量与湖泊面积的关系（图5）也存在显著差异。         基于本研究构建的点位数据和现有的全球湖泊数据库，考虑湖泊体积，湖泊周围3km的人口数量，农田面积、城市覆盖度、冻土覆盖度等参数，拓展了包含上述四种湖泊类型属性的全球湖泊数据库（图2）。结果表明，全球四种类型湖泊的面积存在较大的差异，其中受人为活动影响的湖泊占全球湖泊面积的19.2%。 图2全球不同类型湖泊地理分布及相关数据 图3不同类型湖泊理化特征 图4 不同类型湖泊温室气体排放通量 图5不同类型湖泊温室气体排放通量与面积的关系         基于构建的温室气体通量数据库及全球湖泊数据库，进一步考虑了湖泊类型、湖泊面积和非结冰期时长等因素对三种温室气体排放的影响，以及温度、通量日内变化和湖泊深度对甲烷排放的影响，通过蒙特卡洛模拟，准确估算了全球受人为活动影响的湖泊及全球湖泊的温室气体排放量（图6）。         研究发现，全球受人为活动影响的湖泊温室气体总排放量为294 Tg CO2-eq yr-1 (Q1 – Q3: 198.6–492.6)，占全球湖泊温室气体排放量（813.0 Tg CO2-eq yr-1）的三分之一以上（36.2%）。进一步发现，受人为活动影响的湖泊中面积大于0.1 km2的湖泊占温室气体总排放的88.4%（图6）。如果将受人为活动影响的湖泊温室气体排放通量减少到与自然非冻土湖泊相当，推测全球湖泊具有23.1%的温室气体减排潜力，其中面积大于0.1 km2的湖泊是减排重点。综合考虑河流与水库等其他水体类型温室气体排放的文献报道结果，得到全球内陆水体温室气体的排放量为4888.4 Tg CO2-eq yr-1，其中湖泊占内陆水体温室气体总排放的16.6%（图7），为第二大温室气体排放源。         与过去使用蒙特卡洛模拟（中位值）但未考虑湖泊类型的估算结果相比较，本研究估算的全球湖泊温室气体排放量仅为以往结果的1/3。本研究向下修正了全球湖泊的温室气体排放量，并强调了在全球尺度估算时需要同时考虑湖泊面积以及湖泊类型的影响，以减少数据代表性不足引入的不确定性。 图6 全球湖泊温室气体排放通量及排放量 图7 全球不同类型内陆水体温室气体排放量及贡献         北京师范大学环境学院为第一单位，2022级博士研究生张状状为论文第一作者，夏星辉教授为通讯作者。论文合作者包括北京师范大学环境学院刘少达研究员，博士后王君峰，博士生许文浩，新罕布什尔大学William H. McDowell教授，波士顿学院Hanqin Tian教授和广东工业大学杨志峰院士。研究得到了国家自然科学基金创新研究群体项目（T2421005），国际（地区）合作与交流项目（T2261129474），国家自然科学基金基础科学中心项目（52388101）等项目的资助。         论文链接：https://doi.org/10.1016/j.oneear.2025.101568 
南科大刘心元团队在手性全碳季碳立体中心构建领域取得重要进展 2026-02-26        近日，南方科技大学理学院化学系刘心元讲席教授团队在手性全碳季碳立体中心的不对称构建领域取得重要进展。相关成果以“铜催化三级亲电试剂与环丙醇的对映汇聚自由基C(sp3)–C(sp3)交叉偶联用于构建季碳中心”（Copper-catalysed enantioconvergent radical C(sp3)–C(sp3) cross-coupling of tertiary electrophiles with cyclopropanols for quaternary carbon formation）为题，在学术期刊《自然-合成》（Nature Synthesis）上发表。          手性全碳季碳立体中心广泛存在于天然产物、农用化学品和药物分子中，因其能赋予分子更高的代谢稳定性、构象刚性和靶点选择性，是现代有机合成中极具价值但充满挑战的构建目标。过渡金属催化外消旋三级烷基亲电试剂与烷基亲核试剂的立体汇聚自由基交叉偶联，是构建此类结构最具吸引力的策略之一，但相关报道极少。其核心挑战在于：大位阻的三级烷基自由基难以与手性过渡金属-烷基物种之间的相互作用，导致化学选择性和对映选择性控制较为困难；同时，原位生成的过渡金属-烷基物种易发生β-H消除、烷基亲核试剂二聚、质子解等副反应，而高活性的三级烷基自由基则倾向于发生氢原子转移或歧化反应。         刘心元团队长期致力于自由基不对称催化反应研究，近年来发展了一系列铜催化自由基立体汇聚式交叉偶联反应。针对上述挑战，该团队设想将稳定并易于获取的环丙醇作为C(sp3)亲核试剂，其张力诱导的开环可生成 Cu-homoenolate 中间体。同时，结合铜催化剂本身 β-H 消除倾向较低的特性，以及该团队近期发展的多齿阴离子手性配体/铜催化体系，有望稳定原位生成的配位饱和铜-高烯醇中间体并抑制其分解。基于此，团队成功开发了一种实用的铜催化立体汇聚 C(sp3)–C(sp3) 交叉偶联反应。该反应的关键在于理性设计了一类金鸡纳碱骨架衍生的酰胺阴离子N,N,N-三齿手性阴离子配体。该配体与铜形成的中间体在金属中心周围具有较低的空间拥挤度，能够容纳大位阻的三级烷基自由基，从而在温和条件下同时实现了优异的化学选择性与对映选择性控制。该策略为直接合成含有远程γ-羰基官能团的手性全碳季碳立体中心提供了高效方法。该反应底物适用范围广泛，多种芳基、杂芳基及烷基取代的环丙醇均能作为有效的烷基亲核试剂参与反应。同时，多种α-溴代-γ-内酰胺和α-溴代-β-内酰胺等三级亲电试剂也能顺利发生偶联，以优异的产率和对映选择性得到目标产物。普罗布考、吲哚美辛、萘普生、石胆酸等生物活性分子衍生物也能顺利反应，展示了其在复杂分子修饰中的应用潜力。此外，偶联产物可进一步转化为多种具有合成挑战性的手性季碳砌块，如手性γ-内酰胺、β-及γ-氨基酸衍生物等，且在此过程中手性中心的对映体纯度能够保持。   图1 铜催化基于环丙醇开环的立体汇聚式季碳化反应         该研究首次实现了铜催化下外消旋三级亲电试剂与烷基类亲核试剂的高对映选择性C(sp3)–C(sp3)交叉偶联，解决了大位阻三级烷基底物在该类反应中化学与立体选择性控制难题，为快速构建结构多样的、富含C(sp3)的手性季碳骨架提供了一个高度灵活且实用的平台。该策略有望为更多大位阻亲电试剂与亲核试剂的不对称交叉偶联反应的催化剂设计与开发提供新思路。         南方科技大学化学系研究助理教授高栋和覃龙州博士为论文共同第一作者，刘心元为论文通讯作者。南科大为论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划、新基石科学基金会等多个项目的资助和支持。         文章链接：https://www.nature.com/articles/s44160-025-00987-1
郑大王梅云团队首次发现帕金森病的核心致病环路 2026-02-26        2月5日，郑州大学人民医院副院长、代谢紊乱与食管癌防治全国重点实验室王梅云教授以共同通讯作者，在国际顶刊《Nature》（自然）杂志发表题为“Parkinson’s disease as a somato-cognitive action network disorder”的重磅研究论著。该研究首次发现帕金森病的核心致病环路，由一个由大脑皮层功能区和脑深部核团共同构成的“躯体认知环路（SCAN）”，SCAN环路和运动规划、协调以及认知功能的改变密切关联，并基于该理论突破研发了无创神经调控治疗新方法，为帕金森病的精准诊断及无创治疗开辟了新路径。该项重大成果突破获新华社和CCTV报道。        中国帕金森病患者已超过500万，居全球首位。患者常表现出震颤、运动迟缓、肌肉僵硬等症状，其治疗面临诸多挑战：药物治疗易产生耐药及并发症，脑深部电刺激虽是一项成熟有效的疗法，但因其成本高昂、需要手术植入电极等问题，在国内的普及率仅为1%。王梅云教授深耕脑疾病影像诊疗领域三十年，在大陆地区率先开展了帕金森震颤的磁共振引导下聚焦超声（磁波刀）无创治疗，治疗震颤效果立竿见影，取得了很大反响。通过与昌平实验室刘河生教授团队合作，对超过800例临床影像数据的分析中发现，帕金森病并非简单的局部受损，而是一个大规模网络的功能失调，帕金森病患者大脑皮层的SCAN网络与基底节、丘脑等深部核团之间存在病态的“强连接”，这种过度连接干扰了运动规划与协调，导致了患者动作迟缓、震颤及认知功能受损。研究证实，无论是现有的药物治疗、脑深部电刺激治疗，还是磁波刀治疗、经颅磁刺激神经调控治疗，本质上都可以通过调控这一环路的病态连接来改善症状。        基于SCAN环路这一重要发现，研究团队创建了个体化SCAN靶点引导经颅磁刺激治疗帕金森病新方法，实现了新型治疗靶点的精准定位与无创治疗，通过与传统运动功能区靶点相比，治疗效果竟然提升到原来的两倍以上。因此，利用SCAN网络能够有效指导靶点定位，提升帕金森病的影像引导下无创治疗效果，这将给广大帕金森病患者带来了福音和康复希望。 郑州大学王梅云教授以通讯作者在《Nature》发表突破性成果        这项研究是由我校王梅云教授与昌平实验室刘河生教授合作，联合清华大学、哈佛医学院、华盛顿大学等多家国内外机构协作完成，成为国内放射学领域在《自然》杂志发表的第一篇论文，也是郑州大学人民医院零的突破。该研究不仅首次明确了帕金森病的核心致病脑网络机制，而且构建了“神经机制—治疗靶点—疗效验证”的闭环，为帕金森病患者提供了更加精准、安全、有效的无创治疗手段。        原文链接： https://www.nature.com/articles/s41586-025-10059-1
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