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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

南大闻海虎/杨欢团队发现并提出“半玻戈留玻夫”激发图像解释高温超导机理 2026-01-29 ; ; ; ;自从1986年铜氧化物高温超导体被发现，已经过去了将近40年时间，但其非常规高温超导机理问题依然悬而未决，这一问题是美国《科学》杂志选出的125个人类面临的重大科学问题之一。对于常规超导体，1957年创立的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论能够解释超导的起因，提出理论的三位科学家因此于1973年获得了诺贝尔物理学奖。BCS理论假设两个电子通过交换虚声子形成库珀对并立即凝聚，从而形成具有长程位相相干的宏观量子态，此时超导材料表现出零电阻效应和完全抗磁性。在超导态拆散库珀对会导致单粒子和空穴的对称性激发，在隧道谱上面表现出正负能量对称的“相干峰”。尽管基于电子-声子耦合的BCS理论是解释常规超导体最重要的理论，但它在解释高温超导机制的时候遇到了很大困难。因此，高温超导体中有超越传统BCS理论的重要因素却还没有被理解。 ; ; ; ; 南京大学物理学院闻海虎、杨欢团队一直深耕于高温超导机理问题研究。此次他们利用扫描隧道显微镜技术细致研究了系列空穴欠掺杂的Bi2Sr2-xLaxCuO6+δ（La-Bi2201）样品中的隧道谱，以期获得超导起源的信息。他们前期发现在铜氧化物超导体中，可能两个空穴被限制在4a0×4a0单元格（a0是铜氧铜的键长），形成局域电子配对【npj Quantum Mater.8: 18 (2023)】，但是并不清楚这样的局域配对如何形成相位相干从而形成宏观尺度的超导态。因此他们进一步在超导刚出现的欠掺杂La-Bi2201样品中，测量了空间不同位置的隧道谱，发现了某些隧道谱呈现只有单边“相干峰”的现象，似乎在空间的某些位置出现了“半玻戈留玻夫”激发形式的隧道谱，因此他们提出了“半玻戈留玻夫”激发的概念，并结合前期得出的双空穴配对的图像对此现象进行了解释，认为这是建立超导相位相干的中间态，该工作为理解高温超导机理问题提供了新的视角【Nat. Commun. 17, 198 (2026)】。 ; ; ; ; 基于BCS理论，超导态受到配对能隙D的保护，因此在费米能处打开了2D的能隙，在能隙内没有准粒子态密度，形成超导玻戈留玻夫色散关系，如图1a所示。拆散库珀对会激发所谓玻戈留玻夫准粒子，这种准粒子混合有电子和空穴的属性。玻戈留玻夫色散在动量-能量空间表现正负能对称，在准粒子态密度随能量分布的关系上也一定表现出正负能对称的两个“相干峰”。图1b显示了d波超导体典型的超导隧道谱，因为其能隙随动量空间角度变化会发生正负号变化，所以能隙内存在有限准粒子态密度而表现为“V”形，在对应能隙最大值处出现正负能对称的“相干峰”。他们在欠掺La-Bi2201超导样品中测量到的很多隧道谱都表现出极度粒子-空穴不对称性，仅在正能或负能的能隙位置出现尖锐的“相干峰”，如图1c所示。对粒子-空穴不对称隧道谱上的正负能“相干峰”进行组合或者平均，可以得到完美的符合玻戈留玻夫色散的d波超导能隙（图1d）。 图1. La-Bi2201中发现的粒子-空穴不对称的“相干峰”。(a) BCS超导中打开能隙后形成的玻戈留玻夫色散，出现正能分支（红）和负能分支（蓝）。(b) d波超导体能隙对应的准粒子态密度随能量变化，具有粒子-空穴对称性，隧道谱测量的dI/dV正比于此态密度。(c) 在La-Bi2201样品中不同位置测量的隧道谱，其中1和2显示了明显的粒子-空穴不对称的“相干峰”。(d) 正负能不对称峰组合或者平均后形成的具有粒子-空穴对称性的隧道谱。 ; ; ; ; 超导相干峰反映了建立超导相位相干的刚度，其谱权重会随着温度和磁场的升高而被抑制。通过变温实验，发现负能和正能的单边峰都会随着温度升高而被抑制（如图2a,b），但外加磁场似乎不会对这两种不对称峰产生明显的影响（图2c,d）。变温和加场实验分别揭示了他们观察到的粒子-空穴不对称峰与超导态玻戈留玻夫准粒子行为的相似与不同，这种特殊的束缚态与超导存在一定关联，但还不能反映完全意义上的超导相干性。这种粒子-空穴不对称峰对应的实空间调制是出现在4a0×4a0单元格电荷序调制背景上的，这种单元格被前期的工作认为是两个空穴在实空间配对形成的基态（图2e上栏），但在低空穴浓度的欠掺样品中不同格子之间无法建立很好的相干性。从单粒子隧穿角度看，如果4a0×4a0配对单元格内局域化的空穴数目多于两个的平均值，隧穿过程易注入电子导致正能出现尖锐的峰；相反，如果单元格中的空穴数少于两个，则更加容易注入空穴，这导致负能占据态峰的出现（图2e下栏）。基于这样的理解，他们认为极度粒子-空穴不对称的正能或负能单边峰分别对应每个4a0×4a0配对单元格占据空穴数目多于和少于两个空穴平均值的情况，即所谓的“半玻戈留玻夫”激发，对应超导相位相干的中间态。正是这种在4a0×4a0配对单元格之间进行空穴跃迁从而产生全局超导相干。 图2. 粒子-空穴不对称峰和“半玻戈留玻夫”激发图像。(a,b) 负能单边峰和正能单边峰的谱权重随温度升高而被抑制。(c,d) 正负能单边峰几乎不被磁场压制。(e) 由两个空穴形成的配对基态（上栏），和通过交换中间态以产生相位相干过程（下栏）的示意图。 ; ; ; ; 该工作首次报导了欠掺铜氧化物超导体中的极度粒子-空穴不对称性“相干峰”的隧道谱，并提出了 “半玻戈留玻夫”激发概念对此进行解释。正是在这种局域配对区域间动态交换载流子来实现高温超导相位相干。该工作描述了铜氧化物高温超导体中基于局域配对和建立相位相干的过程，为理解非常规高温超导电性的起源提供了一种新思路。 ; ; ; ; 研究成果以“Half–Bogoliubons as the intermediate states for phase coherence in underdoped cuprates”为题发表在Nature Communications上【Nat. Commun.17, 198 (2026)】。该工作是由闻海虎教授团队独立完成，文章的第一作者是李寒博士，通讯作者是闻海虎教授和杨欢教授。此工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、固体微结构物理全国重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心和江苏省物理科学研究中心的支持，在此表示感谢。 ; ; ; ; 文章链接： https://www.nature.com/articles/s41467-025-66904-4
中国科大刘波团队创制出超强二维聚酰胺薄膜材料 2026-01-29 ; ; ; ;在材料科学领域，强度与弹性长期被视为不可调和的矛盾属性。无机二维材料（如石墨烯、二硫化钼）虽具备极高的杨氏模量，却存在结构可调性差等问题；有机二维聚合物（如传统聚酰胺、COF等）虽具备良好弹性与结构可调性，杨氏模量却普遍局限于1-10 GPa，难以满足高强度应用需求。这种性能矛盾严重制约了二维材料在柔性电子、高性能防护等领域的实际应用。 ; ; ; ; 近日，中国科学技术大学刘波教授团队通过分子结构精准设计与层间相互作用调控，成功研发出一系列二维聚酰胺材料，其中GH-TMC薄膜的杨氏模量达35.6 GPa、硬度2.0 GPa，弹性回复率更是高达60%，一举突破传统二维材料强度与弹性难以兼顾的技术瓶颈，其综合力学性能不仅远超绝大多数聚合物、金属材料，更超越了主流MOF与COF材料，为柔性电子、高性能防护涂层及能源器件等领域的材料升级提供了全新解决方案。相关成果以“Manipulating mechanical strength of isoreticular two-dimensional polyamide materials via multiple interactions”为题发表于《自然•通讯》杂志。 图1. 一系列二维聚酰胺薄膜结构单元及其相应的杨氏模量值 ; ; ; ; 具体而言，研究团队提出“刚性单元微型化和多重弱相互作用协同”的创新策略：一方面，通过缩小二维聚酰胺的结构单元尺寸，提升共价键密度与共价网络刚性。结构单元越小，材料杨氏模量越高，如GH-TMC采用六元环小结构单元，其模量显著高于采用更大环单元的GH-BTCA、Melem-TPC等材料（图1）；另一方面，巧妙引入氢键、π-π堆叠与错位静电作用构成的三重相互作用网络，其中面内高密度氢键强化了分子刚性，边缘氢键的可逆断裂与重构为材料提供弹性回复能力，而胍阳离子与氯离子的错位静电作用及层间π-π堆叠则稳定了纳米片堆叠结构，避免层间滑移导致的性能损失。 ; ; ; ; 为验证材料性能的可靠性，团队采用原子力显微镜（AFM）峰力定量纳米力学成像（PF-QNM）与原位扫描电子显微镜（SEM）纳米压痕技术双重表征，结果显示GH-TMC薄膜的力学性能具有优异均匀性。不同测试区域的杨氏模量与硬度偏差极小，即使在700 nm深度的连续6次压痕测试中，应力位移曲线仍保持稳定，且无明显塑性残留，证明其在高强度下的结构稳定性。更值得关注的是，该材料的H³/E⟡值显著高于传统聚合物与金属，意味着其在高频摩擦场景中具备更长使用寿命，而60%的弹性回复率则使其可适配柔性基底的反复弯折需求，完美弥合了无机材料刚性与有机材料强度之间的鸿沟。 ; ; ; ; 这项研究的核心价值不仅在于开发出一种高性能二维材料，更在于建立一套“分子结构-层间相互作用-力学性能”的调控范式。通过设计刚性单元尺寸与多重弱相互作用的协同机制，为解决二维材料“强度-弹性”问题提供了通用策略。该策略可推广至其他二维聚合物体系，未来有望通过进一步调控分子结构与相互作用类型，开发出适配不同场景的特种二维材料，例如面向柔性生物电子的低模量高弹性版本、面向防护涂层的超高硬度版本等，推动二维材料从基础研究走向实际应用，为先进材料领域的创新发展注入新动力。 ; ; ; ; 该项研究受到国家重点研发计划，国家自然科学基金面上项目、中央高校基本科研专项资金和安徽省自然科学基金的资助。刘波为该论文的通讯作者，博士研究生胡卿为该论文的第一作者。 ; ; ; ; 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-66696-7
华科大赵俊/殷涛团队在胰腺癌治疗研究取得新成果 2026-01-29 ; ; ; ;1月19日，Nature Communications在线发表了华科大基础医学院赵俊团队与殷涛团队的最新成果"Disruption of Iron Homeostasis Sensitizes Pancreatic Cancer to Irreversible Electroporation"。 ; ; ; ; 研究发现，铁基金属框架纳米粒子（MOF-Fe）可通过引起铁离子过载诱导铁死亡，进而增强胰腺癌细胞对PEF的响应。但是其细胞内铁稳态机制随之启动，铁蛋白重链亚基1（FTH1）表达上调并储存过量的铁离子，削弱MOF-Fe的增敏效果。团队由此通过理性设计和筛选，开发了基于花生四烯酸的蛋白靶向水解嵌合体（PROTAC）分子C20U4V，可在MOF-Fe存在下有效降解FTH1，提升铁死亡效果。为提高C20U4V的水溶性和生物利用度，团队进一步开发了基于苯硼酸频哪醇酯的活性氧响应型可降解高分子胶束。所得剂型M-C20U4V与MOF-Fe联合时，在患者类器官和动物模型中显著增强了PEF消融的疗效。因此，干扰细胞内铁稳态是增强胰腺癌对不可逆电穿孔消融的治疗响应的可行策略。不可逆电穿孔（irreversible electroporation，IRE）消融是一种新兴的肿瘤介入治疗方法，通过插入肿瘤的针状电极释放高压电脉冲，永久性破坏细胞膜、杀伤癌细胞。与传统消融技术相比，IRE消融精确、手术并发症少，已在临床试验中显著延长了胰腺癌患者的生存期。IRE的消融效果与脉冲电场（pulsed electric field，PEF）强度相关。实体肿瘤微环境异质性高，PEF强度分布不均。在低场强中残存的癌细胞是IRE术后肿瘤复发的重要危险因素，严重制约了患者的长期预后，亟需开发有效的治疗增敏手段。近年来，赵俊团队围绕PEF的生物效应和增敏策略持续挖掘，已在免疫治疗（Nature Communications 2019；Advanced Science 2022）与靶向治疗（ACS Nano 2023；Acta Pharmacologica Sinica 2024）方向开展了一系列探索。 ; ; ; ; 本研究由基础医学院赵俊团队与附属协和医院胰腺外科殷涛团队合作完成。基础医学院博士研究生李林容、苏世浩为本文共同第一作者，基础医学院组织胚胎学系龙欣博士、协和医院殷涛教授、基础医学院人体解剖学系赵俊教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、湖北省重点研发计划、湖北省自然科学基金和华中科技大学研究生创新基金的资助。 ; ; ; ; 论文原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-68585-z
西农魏孝荣团队在全球氮富集对生物多样性影响研究领域取得新进展 2026-01-29 ; ; ; ;生态系统氮素富集会显著改变生物多样性。然而，氮素富集对植物多样性和土壤生物多样性的影响是否一致？其影响在不同生态系统以及气候条件下是如何变化的？这些问题尚不清楚，直接限制了对全球变化下生物多样性变化机理的认识和变化趋势的预测，成为目前生态学关注的焦点。 ; ; ; ; 近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室邵明安院士团队魏孝荣课题组联合9个国家17个单位的科研人员，通过对全球3816组观测数据的整合分析，揭示了氮素富集对植物多样性和土壤生物多样性影响的差异。该研究以“Global nitrogen enrichment impacts plant diversity more than soil bacterial and fungal diversity: a meta-analysis”为题在线发表在Nature Communications期刊，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一署名单位，博士研究生宋钰、博士后孔维波副教授和魏孝荣研究员为共同第一作者，魏孝荣研究员和明尼苏达大学Peter B. Reich教授为共同通讯作者。 氮富集对植物和土壤生物多样性的影响 ; ; ; ; 该研究通过三种方法的比较，发现氮富集对植物多样性的影响显著强于对土壤生物多样性的影响，表明在高氮环境下，地上-地下过程的联系可能会减弱。在全球尺度上，氮富集使植物多样性降低10.3%，但土壤细菌和真菌多样性仅降低0.2%和0.4%。氮富集引起的土壤酸化是土壤微生物多样性降低的主要原因，而土壤酸化与地上生物量增加共同造成植物多样性降低。鉴于植物-土壤之间的紧密联系，在应对氮沉降等全球变化时，应将地上-地下过程纳入统一框架，以制定更具针对性的保护与管理措施。 ; ; ; ; 研究得到国家自然科学基金（42277349，U24A20631，42407469）和国家重点研发计划（2022YFF1302800）等项目资助。 ; ; ; ; 全文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-025-67815-0
2025-11-11 本文来自《摩擦学学报》2022年第42卷第1期，由广东工业大学谭桂斌团队和国家橡塑密封工程中心黄兴团队等合作完成。该团队从全系统流-固-热-动多物理场耦合时的软润滑机理出发，简要介绍了软材料密封的摩擦学系统模型，讨论了极端工况、尺度和环境下软材料的各种摩擦与润滑在线测试技术，以及国内外在极端工况下高端橡塑密封件试验台架和基础数据库的最新研究进展。 高性能密封、液压、轴承等技术门槛高、创新性强、根植性深，难以轻易模仿，需要长期投入和积累，被称为制造业中的“硬科技”，对于“国之重器”的性能、质量和可靠性具有“锚定”作用。; ;如果将高端装备视为工业的“心脏”，关键核心橡塑密封就是高端装备“心脏瓣膜”，属于世界前沿的高精尖技术，在国民经济建设、国家安全和尖端科学技术发展中占据着非常重要的战略地位。据了解，橡塑密封行业发挥着极其重要且不可替代的“四两拨千斤”的作用，取得了巨大的社会与经济效益，赢得了“小行业里的大行业”的赞誉。同时，软材料密封作为高端装备的“心脏瓣膜”，如果“瓣膜”漏了、坏了，出现“失血过多、动脉受损”等恶性事故，将导致整机设备的休克、瘫痪，乃至人员伤亡等事故。 在1986年1月28日，美国“挑战者号”航天飞机就因为右侧固体火箭助推器的1个“O”形密封圈失效，导致发射升空73秒时爆炸，牺牲了7名航天员，是人类探索宇宙的一次巨大灾难。毫不夸张地说，一些关键密封件的有效性甚至能决定一个航天器（航空器）的命运，是工业发达国家的科技竞争高地。针对“深空、深海、深地、极地探测”不同的服役工况和设备类型，制造商开发了各种各样的软材料密封装置或结构，以适应复杂多变的装备服役环境。从零部件摩擦学的角度看，软材料密封副包含了橡胶摩擦学系统问题，它与宏观参数、微观特征、运行工况和润滑液膜等因素相关，这就要求研究人员开发和应用零件摩擦副的宏/微观测试技术。 ;; 图;1;;;Spikes课题组的软材料摩擦界面在线观测示意图 随着中国航天航空、能源电力、智能新能源汽车等产业发展，要提高国产化替代率，我国橡塑密封行业面临着历史性的发展机遇。“十四五”期间，国家在关键基础件及元器件、基础软件、基础材料等产业投入了大量的资金和资源，同时也有越来越多的人开始关注“工业强基”和零部件摩擦学，新型的在线测试技术和装备等也应得到更多的关注。 大变形软材料接触摩擦的在线测试装备与技术分析
地质与地球物理所彭澎团队为揭示地球深部地幔的形成和演变以及超大陆聚合-裂解动力机制... 2025-11-11 ; ; ; ;人类生活在数十公里厚的地壳之上，其下是二千八百多公里厚的地幔。一百年来，科学家对地幔的性质和现在的运行机制有了越来越多的了解，然而，对其过去的演化却所知甚少。如何通过我们看到的地质记录，了解地幔的深时演化是固体地球科学关注的方向之一。核幔边界之上存在两个对跖（即位于地球直径两端的）的“深部地幔结构”，地震学表现为大型低剪切波速省（大致对应地球化学地幔异常体，以下简称“大低速省”）；这一重要的结构可能主导地幔的“二阶对流”与“成分二分性（两个对跖的地幔异常区域产生的岩浆存在系统的成分差异）”。一般认为，短时间内（一般几个百万年）形成的巨量来源于地幔的岩浆岩单元，即“大火成岩省”，是大低速省边缘地幔上涌引发形成的。现今太平洋内的大火成岩省的分布范围与之下大低速省在岩石圈的投影范围对应。与其对跖的非洲大低速省则被认为引发了盘古大陆（潘吉亚超大陆的同义词）的裂解，该过程持续2亿年，在大低速省边缘形成了一系列大火成岩省（图1a）。超大陆指地球上曾多次出现、几乎将所有陆块连接为一体的巨型大陆，其最终会裂解消亡。其中，盘古大陆形成于2.5亿年前，2亿年前开始裂解，现在可能处于最离散的状态。盘古大陆之前存在过罗迪尼亚（10亿年前）和哥伦比亚（16亿年前）两个超大陆，它们是否也存在与之对应的大低速省？如何重现当时的深部地幔结构？超大陆旋回演化过程中，深部地幔结构是否相对稳定，如果不稳定，又如何演化？以上问题对理解地球动力系统的运行机制至关重要。 ; ; ; ; 中国科学院地质与地球物理研究所/中国科学院大学彭澎及岩石圈演化与环境演变全国重点实验室前寒武纪地质学科团队与北京大学、长江大学和河南理工大学等的合作者，通过中国-南美联合地学研究中心合作机制获得新数据，汇编全球罗迪尼亚超大陆裂解期间全球大火成岩省数据，基于已有罗迪尼亚超大陆重建模型，结合大火成岩省几何重建约束，分析罗迪尼亚超大陆裂解过程和大火成岩省地球化学指标变化规律，依据盘古大陆大火成岩省与深部地幔结构的经验关系，分析9亿年前罗迪尼亚超大陆之下的地幔结构，探讨深部地幔形态和物质演变规律。 ; ; ; ; 研究发现，分散在不同古陆（克拉通）的28个地质单元在罗迪尼亚超大陆裂解前分属7个大火成岩省，它们延续约2亿年，发生在全球板块运动平均速度及活动造山带数量的低值期（图1c）。这些大火成岩省整体显示与大陆溢流玄武岩相似的特征；其源区呈现规律性变化，早期表现原始地幔特征，随时间向富集和亏损两个端元演变而呈现多样性，亏损和富集源区的物质均逐渐增加；这一特征与盘古超大陆裂解的特征一致；成分特点也支持源区亏损随时间增强（图2）。基于已有的罗迪尼亚超大陆重建方案，通过大火成岩省岩浆通道系统（巨型岩墙群）岩浆中心及其几何恢复的约束，重建罗迪尼亚超大陆格局下大火成岩省的分布，揭示出三个主要裂解阶段：~9亿年前，圣弗朗西斯科（巴西）-刚果、西非等古陆裂解；~8亿年前，印度、澳大利亚、东南极、华北、塔里木等古陆裂解；~7.2亿年西伯利亚、华南、劳伦等古陆裂解（图1b）。裂解完成后，进入离散持续及聚合期。基于盘古大陆大火成岩省与深部地幔结构（大低速省）的经验关系（图1a），提出罗迪尼亚超大陆深部地幔结构假想模型（图1b）。重建的罗迪尼亚超大陆大低速省和盘古大陆之下非洲大低速省显示了诸多相似特征，如，均与相应超大陆形状一致且均离周缘俯冲带有一定距离；中心均位于赤道附近；规模均与超大陆大致相当；初始裂解均发生在核心大陆（巨大陆）并随后沿着周缘依次进行；均体现相似的源区演变规律等。研究发现，裂解期和聚合期大火成岩省岩浆源区变化与亏损组分的增加或者减少有关：超大陆形成后的存续期到之后的裂解破裂期，亏损组分持续增加；离散持续期-超大陆聚合阶段，亏损组分持续减少（图2）。这一亏损组分很可能是再循环大洋岩石圈为代表的物质（图2），其在超大陆聚合期（板块运动速度较快）为形成和俯冲峰期，约2亿年后是其抵达核幔边界的峰期；这也就解释了大火成岩省中的亏损组分在裂解期增多，并在最终破裂阶段达到峰值的特征。以上研究表明，大低速省成分可能随时间发生了变化，其空间结构是否也相应发生变化呢？针对大火成岩省发生位置及顺序的分析表明，罗迪尼亚超大陆早期裂解出去的部分陆块，重组成为下一个超大陆的核心，南方古陆（或称冈瓦纳巨大陆）。这就说明，下一个超大陆不是通过当前超大陆裂解形成的内洋闭合的方式重组，也就不支持深部地幔结构固定不变的看法。图1形态迥异的两个深部地幔结构已经暗示其形态是变化的。前人基于模型和地球化学提出深部地幔结构是分层的。本研究认为，成分补给和结构变化主要发生在其上层。据此提出深部地幔结构随着超大陆旋回周期性重构模型（Regeneration model）：超大陆裂解期，结构定位后形态相对稳定，但成分变化较大；超大陆聚合期，其成分相对稳定，但形态迁移或重新定位；相关过程主要受再循环大洋岩石圈控制（图3）。这一成因模型能够解释地幔成分二分性，为揭示地球深部地幔的形成和演变以及超大陆聚合-裂解动力机制提供工作模型。 图1 大火成岩省与大低速省和超大陆（a盘古，b罗迪尼亚）的时空关系及其数量与板块运动速率和造山带数量随时代的变化（c）。图中LLSVP为大低速省，LIP为大火成岩省，Pangea和Rodinia分别为潘吉亚/盘古和罗迪尼亚超大陆 图2 罗迪尼亚与盘古超大陆大火成岩省化学指标变化对比。图中εNdt为经过球粒陨石比值归一化后的某个时间t对应的143Nd/144Nd值的一万倍 图3 深部地幔结构大低速省协同超大陆旋回周期性重构模型（Regeneration model）。图中LLSVP为大低速省，LIP为大火成岩省，Supercontinent为超大陆 ; ; ; ; 该研究为亿万年前地球内部运行机制提供了一项基于观测的约束；研究表明，深达两千八百多公里的地幔与我们所站立的大陆之间是耦合演化的，地球是一个内外联动的系统，保留至今的古老（深时）岩石记录可以为揭示大陆形成以来地球深部过程提供地质约束；地球宜居环境的形成与洋陆格局的沧桑变化是内外联动的表现，认识人类生存的宜居地球的形成与可持续发展离不开对“深时”地球系统内外联动机制以及大陆形成与演化深部控制“深地”过程的研究。 ; ; ; ; 研究成果发表于国际学术期刊NC，研究得到科技部及国家自然科学基金委、中国科学院等批准的项目的资助。工作的推进还得益于中国科学院地质与地球物理研究所中国-南美联合地学研究中心、中国科学院国际人才计划（PIFI）超大陆旋回地球大数据特需岗（米罗斯）和国际地质科学联合会（IUGS）Deep-time Digital Earth（DDE）及IGCP648等的支持。
吉大丁大军/罗嗣佐团队利用阿秒谱学探测电子关联作用破解光电离延迟之谜 2025-11-11 ; ; ; ;爱因斯坦提出的光电效应模型通常被用以理解单电子的电离行为，然而在实际多电子体系中，逃逸电子与其它电子之间的相互作用对电离行为影响巨大。这种电子关联本质上为多电子体系中的一种量子协同行为，是多体动力学的诱因。在强关联体系（如高温超导材料、莫特绝缘体等量子系统）中这种多体量子行为决定了体系奇特的宏观物性。因此认识和解决电子关联特性一直是物理学中关键科学问题，长久以来简单的多电子原子体系为解决这一问题不断提供新知识。 ; ; ; ; 光与物质相互作用中存在一种由电子关联作用导致的电离极小值结构：Amusia-Cooper Minimum（ACM），本质是相邻壳层电离截面特征通过电子关联效应“复制”至目标壳层电离截面中。其交换关联机制由理论物理学家M. Ya. Amusia于1972年首次在Ar的3s电离截面计算中预言，后经同步辐射实验证实，成为研究电子强关联行为的典型结构。阿秒超快光源的出现提供了从时域上研究电子动力学的新机遇。近十多年来瑞典Lund大学和法国Saclay大学研究组在Ar 3s阿秒光电离方面进行了一系列实验研究，受限于复杂伴线通道的影响并没有明确的结论；不同理论方法对电子关联作用的处理不同，展现出的计算预测结果也存在较大分歧。虽然近年国际上有多个课题组持续努力，但由于涉及的电子关联复杂性，Ar 3s光电离时间延迟特性仍为未被破解之谜。 图1.实验测量氩原子3s、3p通道解析阿秒谱图 ; ; ; ; 吉林大学团队利用自主设计搭建的高分辨阿秒谱学系统，在时间和能谱分辨率达到世界领先水平的基础上提出了一种全通道解析的实验测量方法。通过结合截止区高次谐波窄带光源选择与高分辨电子能谱测量，成功甄别并排除了Ar原子中3p44p和3p43d两个shake-up态导致的能谱重叠带来的不确定性，首次在实验上精准测定了3s子壳层和3p子壳层电子在ACM区间的相对光电离时间延迟。根据所获取的高精度能谱数据，理论上通过建立考虑义粒子-双空穴的RPAE方法(RPAE-SU)，明确了高阶电子关联作用对于光电离散射相位的显著影响和3s子壳层的电子在ACM区间相对电离延迟为负值。并基于所发展的跃迁矩阵元分析模型，在时间-能量-空间域系统给出了由电子关联引起的干涉效应。特别是通过局部波矢和概率密度流分析，揭示了在不同关联条件下逃逸电子受到相互作用势吸引和推进作用的差异，从而导致电子在原子核附近的动力学行为存在巨大的差别，最终展现了阿秒电离延迟能够作为探测电子关联更为灵敏的新的物理参量，该研究表明阿秒时域谱学在推动深入认识电子关联动力学行为中具有重要意义，解决了上述阿秒科学领域长达十四年的关键争议，验证了其在探测强关联体系中的电子行为的优越性。这一方法未来有望推动阿秒谱学技术应用于解析强关联体系中的多体问题，为材料物性的电子层面调控与探测开辟新途径。 图2.实验测量与理论计算结果 ; ; ; ; 该项研究发表于国际知名学术期刊《Physical Review Letters》，并于2025年10月30日在线发布。吉林大学李铭轩副教授为第一作者，吉林大学丁大军教授、罗嗣佐教授、瑞典Stockholm大学EvaLindroth教授以及瑞典Lund大学JanMarcus Dahlström副教授为共同通讯作者。本工作的实验方法与测量由吉林大学研究团队提出并完成，RPAE理论计算由瑞典Stockholm大学团队提供，分析模型由瑞典Lund大学团队提供。此外，德国Kassel大学、日本Tohoku大学以及中国科学院西安光机所等研究人员参与了研究。研究得到国家自然科学基金原创性项目、重点项目、国家重大科研仪器研制项目资助。 ; ; ; ; 全文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/ll25-15dm
郑大阎锡蕴团队开发了一种新型纳米酶滴眼剂 2025-11-11 ; ; ; ;近年来，纳米酶催化医学作为新兴交叉学科，正在推动多病种精准催化治疗从“概念”走向“临床可达”。 近日，郑州大学基础医学院/中原纳米酶实验室研究团队开发了一种新型纳米酶滴眼剂，实现了通过无创滴眼方式高效递送纳米酶至眼底视网膜，并在小鼠模型中显著改善病理性血管异常。这一成果为视网膜血管病变的无创治疗提供了全新的解决方案。 FR-PolyRu纳米酶的合成过程及治疗效果示意图 ; ; ; ; 视网膜新生血管病（如糖尿病视网膜病变、早产儿视网膜病变、湿性老年黄斑变性）是全球致盲的重要原因。这类疾病与氧化应激和异常血管生成密切相关。现有临床治疗主要依赖玻璃体腔反复注射抗VEGF药物，虽然该方法在部分患者中能抑制病变进展，但其疗效存在局限，部分患者反应不佳或出现耐受性。与此同时，该方式具有高度侵入性，患者依从性差，并伴随感染和出血等风险。因此，视网膜病变治疗的科学问题既在于如何开发新型有效的治疗策略，也在于如何突破眼部屏障实现安全高效的药物递送。纳米酶因具备类天然酶的催化活性，被认为有潜力通过清除ROS改善局部微环境，从而抑制新生血管生成，但其在眼科疾病治疗中的疗效尚缺乏充分验证。同时，角膜和血—视网膜屏障则是药物递送至眼底的关键障碍，如何实现无创、精准的递送也是长期存在的技术难题。 ; ; ; ; 针对上述问题，研究团队开发了一种新型纳米酶滴眼剂FR-PolyRu。FR-PolyRu纳米酶滴眼剂由氟化和RGD修饰的脂质体外壳与内部的PolyRu纳米酶组成。氟化修饰能够降低纳米酶跨膜所需的活化能，显著提升脂质体在角膜和血—视网膜屏障中的穿透性；纳米酶的催化反应可在局部产氧，为药物跨屏障转运提供驱动力；RGD修饰赋予血管靶向能力，使纳米酶在病灶区高效聚集并精准作用。在进入眼底后，FR-PolyRu纳米酶依托其超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）级联活性，可持续清除活性氧（ROS），缓解氧化应激，改善局部微环境，从而抑制异常血管生成。在小鼠氧诱导性视网膜病变模型中，FR-PolyRu滴眼治疗显著减少了无灌注区和新生血管面积，并降低视网膜细胞凋亡水平。转录组学分析进一步揭示，FR-PolyRu通过调控Igfbp6/PI3K/AKT等信号通路参与病理血管生成的调节。 ; ; ; ; 相关研究成果以“Nanozyme Eye Drops for Retinal Barrier Penetration and Vasculopathy Repair”为题，发表在国际权威期刊《Science Advances》上。郑州大学基础医学院江冰副教授、姜伟副教授和阎锡蕴院士为本文共同通讯作者，基础医学院薛白副研究员、王淑雨博士为论文共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金等项目资助。 ; ; ; ; 文章链接： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu5571
哈工大易红亮团队发现了通过长程关联无序结构促进低频声子局域化的新机制 2025-11-11 ; ; ; ;近日，能源科学与工程学院易红亮教授团队在微纳尺度声子热传导研究中取得重要进展，发现了通过长程关联无序结构促进低频声子局域化的新机制，相关研究成果以《通过长程关联无序促进SiGe合金纳米线中低频声子的安德森局域化》（Promoting Anderson Localization for Low-Frequency Phonons in SiGe Alloyed Nanowires with Long-Range Correlated Disorder）为题发表在国际期刊《美国化学学会纳米》（ACS Nano）上。 ; ; ; ; 声子是热量在半导体和绝缘体中传输的主要载体，其输运特性决定了材料的热导率。如何有效调控低频声子的传热行为，是实现高性能热电材料与微纳热管理技术的关键科学问题。然而，低频声子具有长波长、难以被常规缺陷散射的特性，长期以来被认为难以在点缺陷系统中实现局域化。 ; ; ; ; 针对这一难题，易红亮教授团队基于非平衡格林函数（NEGF）方法系统研究了SiGe合金纳米线中具有长程关联无序的原子分布对声子热输运的影响。研究发现，当Ge原子的空间分布呈现长程相关特征时，低于2 THz的低频声子热输运受到显著抑制，进而使得体系热导率降低高达60%，突破了传统瑞利散射定律（Rayleigh law）对低频声子散射的限制，在理论上突破性实现了点缺陷系统中低频声子的安德森局域化。进一步分析表明，强相关无序结构不仅使0.6-1.2 THz范围内的声子从扩散输运转变为局域态，还使0.6 THz以下的弹道声子发生扩散转变。这种由空间关联性诱导的局域化现象，使纳米线的热导率随长度增加先升高后降低，出现了明显的峰值，这是安德森局域化的典型特征。研究指出，通过调控合金中原子分布的空间关联性，可在低维系统中实现对声子热输运的有效调控，为未来SiGe等热电材料优化与纳米热管理提供了新的设计策略。 关联无序诱导的低频声子安德森局域化 ; ; ; ; 哈工大为论文第一通讯单位，能源科学与工程学院博士研究生张薇为论文第一作者，易红亮教授、广东工业大学熊世云教授为论文通讯作者。能源科学与工程学院郭洋裕教授参与相关研究工作。 ; ; ; ; 该研究获国家自然科学基金联合基金重点项目、国家自然科学基金面上项目等资助。 ; ; ; ; 论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c10006
中国科大周经纬/荣星团队实现基于超导量子芯片的暗物质搜寻新架构 2025-11-11 ; ; ; ;中国科学技术大学自旋磁共振实验室周经纬、荣星等人基于超导量子比特体系，提出一种可扩展的暗物质搜寻架构，并成功在多比特超导量子芯片上完成了原理性实验验证。该研究成果以“Scalable architecture for dark photon searches: Superconducting-qubit proof of principle”为题，10月29日发表在《物理评论快报》上。 ; ; ; ; 现代天文学与宇宙学观测表明，暗物质约占宇宙总质量的25%。近年来，以轴子和暗光子为代表的超轻玻色子暗物质成为备受关注的暗物质候选者。理论预言超轻暗物质可能的质量范围约为1-100μeV，并且与普通物质之间仅存在极微弱的相互作用。国际上已开展一系列超轻暗物质搜寻的实验研究，但是仍面临测量范围与探测灵敏度难以兼顾的技术挑战：共振式探测器灵敏度高但探测带宽有限，非共振式探测器虽覆盖范围广却灵敏度不足。 ; ; ; ; 针对这一挑战，研究团队提出利用超导量子比特直接搜寻超轻暗物质的实验架构：利用微纳加工技术，在单个芯片上集成多个频率可调的超导量子比特，形成可扩展的暗物质搜寻架构。该架构可以实现对暗物质多能区同步开展高灵敏扫描探测（图a），从而有望解决测量范围与灵敏度难以兼顾的问题。研究团队设计制作了三比特超导量子芯片，可以同时对15.632-15.638、15.838-15.845及16.463-16.468µeV三个能区的暗光子进行搜寻，并给出了相应区间内最严格的暗光子-光子耦合界限，实验结果相较此前基于天文观测的界限提升了1–2个数量级（图b）。这项工作展示了超导量子比特在粒子物理领域的应用前景，为未来实现更宽质量区间、更高精度的暗物质探测提供了基础。 图：(a)可扩展的暗物质搜寻架构的预期界限；(b)原理性验证实验给出的界限。 ; ; ; ; 博士研究生康润琪和硕士研究生胡庆沁为共同第一作者，周经纬高级工程师和荣星教授为共同通讯作者。姑苏实验室的蔡晓和于文龙博士参与了芯片的设计和加工。该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部等项目的支持。 ; ; ; ; 论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/9p1t-vc9j
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