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机械工程学会摩擦学分会 固体润滑国家重点实验室 摩擦学学报
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研究进展

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
北大郑晓峰团队揭示代谢酶ALDOA入核激活NF-κB信号通路驱动胰腺癌进展 2025-11-11 ; ; ; ;2025年10月4日，北京大学生命科学学院郑晓峰教授团队在Cell Death & Differentiation期刊发表了题为“K11- and K29-ubiquitination-mediated nuclear translocation of glycolytic enzyme aldolase A promotes pancreatic cancer progression by NF-κB activation”的研究成果。该研究揭示了醛缩酶A（ALDOA）在细胞核内不依赖于其醛缩酶活性的非经典功能，即其在K11和K29类型特异性泛素化修饰的精细调控下发生核转位，通过激活NF-κB信号通路促进胰腺癌的发生发展。该研究揭示ALDOA在癌症信号转导通路中发挥重要调控作用。 论文截图 ; ; ; ; 胰腺导管腺癌（PDAC）预后极差，深刻理解其分子发病机制有助于开发新型疗法。肿瘤代谢重编程，特别是糖酵解通路的异常活化，是驱动肿瘤恶性进展的关键因素。ALDOA作为该通路的关键酶，通常被认为在细胞质中行使经典的代谢调控功能，ALDOA是否能够发生细胞核转位并发挥非经典功能有待于阐明。 ; ; ; ; 本研究揭示了胰腺导管腺癌（PDAC）中ALDOA在炎症微环境调控下发挥非经典功能的全新机制。我们的研究发现，在肿瘤坏死因子（TNF-α）刺激下，ALDOA第200位赖氨酸（K200）发生K11/K29类型的特异性泛素化修饰，进而由细胞质转位至细胞核。在核内，ALDOA与转录因子p65结合形成复合物，共同结合于包括TNF-α在内的多个促癌基因启动子区域，增强其转录活性，进而放大NF-κB信号通路，促进胰腺癌的进展。 ; ; ; ; 该调控过程形成一个正反馈环路：肿瘤微环境中的TNF-α诱导ALDOA泛素化与核转位，核内ALDOA-p65复合物进一步促进TNF-α表达，持续激活致癌信号。进一步利用小鼠进行功能实验，证实破坏该环路可显著抑制肿瘤生长。在此基础上，我们发现靶向ALDOA泛素化（而非其酶活性）可有效阻断该通路，增强化疗敏感性，这种靶向策略能够有效提高p65抑制剂与化疗药物联用的协同抗肿瘤效果，为克服胰腺癌化疗耐药提供了新思路。 示意图 ; ; ; ; 郑晓峰为该论文的通讯作者，北京大学生命科学学院2021级博士研究生周思汝为该论文的第一作者，2021级博士研究生李钰琳、2020级博士研究生王超与2022级博士研究生赵瑜涵在该研究中提供了帮助。该研究得到北京大学生命科学学院、基因操控与功能研究国家重点实验室、国家自然科学基金委、科技部重点研发项目的大力支持。
哈工大王金忠团队为提升二维单晶材料的硅基兼容性提供新思路 2025-11-11 ; ; ; ;近日，我校材料科学与工程学院王金忠教授团队成功阐述等离子体预处理对二维碲化铋（Bi2Te3）单晶材料在硅基衬底上大面积生长的优势，为提升二维单晶材料的硅基兼容性提供新思路。研究成果以《基于硅基衬底大面积Bi2Te3单晶片在中红外光通信波段的灵敏成像光电探测》（Large-Area Bi2Te3 Flakes on Si-Based Substrates for Sensitive IR Imaging Photodetection at MWIR Optical Communication Wavelengths）为题发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。 ; ; ; ; Bi2Te3材料带隙窄、迁移率高，可有效实现中红外波段光电探测，同时与硅基衬底结合，利用互补金属氧化物半导体（CMOS）体系的成熟工艺，能够大幅拓展其应用。因此，研究如何将二维Bi2Te3单晶材料与硅衬底结合，制备硅基兼容的红外光电探测器十分重要。硅基兼容性与衬底的表面状态密切相关。目前大多数方法难以完全清洁衬底表面，并创造出有利于二维单晶材料大面积生长的条件，使得在硅基衬底上直接生长大面积的二维单晶材料非常困难。然而，材料面积关系到器件的单片集成度，对于其实际应用至关重要。 图1 二维Bi2Te3单晶的形貌和晶体结构表征：（a）生长示意图；（b）光镜图；（c）原子力显微镜（AFM）图；（d）高分辨透射电子显微镜（HRTEM）图；（e）元素分布图 图2 Bi2Te3光电探测器的光电响应：（a）电流-电压（I-V）曲线；（b） 电流-时间（I-t）曲线；（c）响应度和比探测率；（d）能带示意图 ; ; ; ; 针对这一难题，研究团队考虑到等离子体预处理可以高效清洁衬底表面的残留污染物，同时创造出一定数量的形核位点，为二维单晶材料的大面积生长提供有利条件。基于此，研究团队采用化学气相沉积（CVD）方法，在等离子体预处理的氧化硅片（SiO2/Si）衬底上成功实现了二维Bi2Te3单晶材料的大面积生长，最大横向尺寸可达0.16 mm。结合实验分析，Bi2Te3光电探测器在1550 nm光源照射下展现出优异红外光电探测能力，这得益于材料较高的结晶质量和器件的原位制备。此外，该器件的探测性能在低温下得到显著提升，在测试温度为82 K时，其比探测率可大幅提高至7.52 × 1012 Jones。这主要是由于低温抑制二维Bi2Te3材料的本征激发，大幅降低器件的暗电流，而Bi2Te3作为典型的窄带隙材料，这一现象更加显著，从而有利于探测器实现灵敏且稳定的红外探测。该研究工作为二维材料在硅基衬底上的大面积生长提供新思路，同时也为二维Bi2Te3材料在红外探测领域的独特优势提供重要依据。 ; ; ; ; 哈工大为论文第一通讯单位，材料科学与工程学院博士研究生张殷泽为论文第一作者，研究员王东博、助理教授贺雯和教授王金忠为论文共同通讯作者。 ; ; ; ; 该研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。 ; ; ; ; 论文链接： https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202523704
地质与地球物理所韦生吉/王新团队构建了2025年缅甸地震高精度地表三维形变场 2025-11-11 ; ; ; ;地震破裂过程中释放的部分能量会在主断层面周围形成损伤带（damage zone），表现为具有一定宽度的弥散非弹性变形，伴随显著剪切波速下降。超剪切破裂段通常发育于几何结构简单的断层或“高速通道”，有效减少了能量向周围介质的耗散，从而促进破裂加速至超剪切状态并形成长距离地表破裂。然而，断层带内部结构（低速带或损伤带）如何影响超剪切破裂转换与持续距离，特别是在长距离超剪切破裂中的作用机制，目前仍不明确。 ; ; ; ; 为深入探究超剪切强震破裂的震源物理机制及其与断层损伤带之间的关系，中国科学院地质与地球物理研究所韦生吉研究员、王新特聘研究员及陈凌研究员，联合中国地震局地质研究所单新建研究员团队、莱斯大学施其斌博士、南洋理工大学曾洪玉博士、密歇根大学黄一荷教授等，深度融合地震学和多源影像大地测量，利用高分辨率地震形变、地震破裂过程运动学反演和接收函数断层带结构成像等技术方法，构建了2025年缅甸地震高精度地表三维形变场，刻画了同震损伤带宽度，反演了破裂速度、多点源机制解及动态破裂过程，约束了发震断层带波速降和几何特征（图1）。这些结果揭示，在宽断层损伤带内，亚剪切—超剪切转换距离及持续超剪切破裂，与震源动力学模拟结果具有高度一致性，为理解此类强震破裂物理机制提供了关键证据。 图1 2025年缅甸地震地表位移场、同震损伤带宽度及地震破裂过程 ; ; ; ; 研究发现：2025年缅甸地震沿实皆断裂带形成长约480公里的地表破裂，是迄今为止记录到的陆内地震最长破裂。平均滑移量达3.7米，分布于平均宽度约100米的同震损伤带内。该破裂自震中呈双侧扩展，初始速度约3 km/s，向南延伸约100公里后加速至超剪切状态（5.3 km/s），并以此速度持续传播超过200公里。发震断层具有一个宽约2公里、波速降约45%的断层损伤带，是目前研究发现的最宽损伤带（图2）。该断层内部物质松散、速度低、几何形态平直，使地震能量得以沿其“高速通道”集中释放，从而维持了长距离的超剪切破裂。揭示了厚低速断层带在控制地震破裂过程中的重要性，强调了断层几何—厚损伤带—破裂动力学之间的耦合关系，表明断层长期演化所形成的先存断层损伤带不仅能够深刻影响大型地震的破裂方式，并为未来地震周期模拟与抗震减灾提供了新的物理约束。 图2 缅甸地震断层损伤带宽度与断层带结构 ; ; ; ; 研究成果发表于国际学术期刊Science（韦生吉，王新，李成龙，曾洪玉，马张烽，施其斌，陈晗，黄一荷，吕明哲，廖江涛，杨顺，白一鸣，Phyo Maung Maung,Kyawmoe Oo,Yin Myo Min Htwe，张建勇，Luca Dal Zilio，单新建，陈凌. Supershear rupture sustained through a thick fault zone in the 2025 Mw 7.8 Mandalay earthquake[J]. Science,2025. DOI: 10.1126/science.adz2101.）。研究受国家自然科学基金（NSFC92355001）等资助。
吉大吕健/王彦超团队提出了基于流模型的晶体结构生成框架CrystalFlow 2025-11-11 ; ; ; ;近日，吉林大学物理学院与中国科学院物理研究所组成的联合研究团队在晶体结构生成模型研究上取得重要进展。相关研究成果以“CrystalFlow: a flow-based generative model for crystalline materials”为题，于2025年10月20日发表在《Nature Communications》上。 ; ; ; ; 发展高效的晶体结构预测方法一直是计算凝聚态物理与材料科学的重要课题。受限于晶体势能面高维度和多能谷的复杂特征，传统基于势能面全局优化的结构预测方法长期面临计算效率瓶颈。近年来，深度学习生成模型的快速发展显著提升了人们对复杂高维数据（如图像与自然语言）的表征、生成与评估能力，为破解晶体结构预测中“高维离散组合+连续几何优化”的核心难题提供了全新机遇。 ; ; ; ; 在本研究中，团队采用连续归一化流与流匹配技术，提出了基于流模型的晶体结构生成框架CrystalFlow。CrystalFlow基于晶体图表示，结合等变消息传递网络，在架构层面严格遵循晶体的周期性与E(3)不变性，实现了对晶格参数、原子坐标与元素种类的高效学习与联合生成。进一步，研究引入无分类器引导策略，使模型能够在给定外部压强、形成能等条件下实现受控生成。系统的测试结果表明，相较于前期晶体结构生成模型，CrystalFlow在结构预测准确率、结构生成速度以及高压相结构生成等方面均取得了显著提升，为复杂体系的结构预测提供了新的有力工具。 图1 CrystalFlow模型架构示意图 ; ; ; ; 论文第一作者为吉林大学物理学院博士研究生罗啸山；通讯作者为吉林大学吕健教授、王彦超教授，中国科学院物理研究所王磊研究员，以及浙江大学马琰铭教授。该工作获得国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助，并得到MindSpore社区的支持。 ; ; ; ; 论文全文链接： https://doi.org/10.1038/s41467-025-64364-4
中国科大郭光灿团队提出并实验验证了基于测量的量子计算的资源理论框架 2025-11-11 ; ; ; ;我校郭光灿院士团队李传锋、陈耕等人与复旦大学周游、意大利那不勒斯费德里克二世大学Alioscia Hamma等人合作，在基于测量的量子计算（measurement-basedquantumcomputation,MQC）的魔术资源理论研究中取得重要进展。团队首次提出了“注入魔术资源”（invested magic resources）和“潜在魔术资源”（potential magic resources）两个核心概念，如同为量子计算过程配备了精确的“标尺”和标准的“量杯”，揭示了量子计算优势的积累过程。该理论为理解和量化量子计算的计算能力提供了全新的视角，并为设计更高效的量子算法指明方向。相关成果于10月16日以“Invested and Potential Magic Resources in Measurement-Based Quantum Computation”为题发表在国际知名期刊Physical Review Letters上。 ; ; ; ; 量子计算之所以能够超越经典计算，其核心优势之一在于它能够利用独特的“魔术”（magic）资源——由Kitaev等人提出的T态或门操作。然而在计算过程如何实现“魔术”资源以达到最大量子优势，一直是量子计算领域的核心问题。基于测量的量子计算（MQC）是一种极具潜力的计算范式，它巧妙地从一个本身不具备“魔术”的纠缠图态（graph state）出发，通过一系列“非泡利测量”来执行运算。这暗示了测量过程是注入“魔术”的关键。然而这些测量是如何一步步注入“魔术”的，以及不同的纠缠结构能够承载多少“魔术”，一直是该领域悬而未决的关键问题。 ; ; ; ; 针对这一挑战，研究团队创新性地建立了一个全新的理论框架来解决这些问题。他们引入了一个生动的“倒水入杯”模型，将量子优势的积累过程形象化：非泡利测量是“水”，测量过程就像是向系统中“倒水”，代表了为实现某个量子算法所必须投入的“注入魔术资源”（Invested Magic Resources）。而量子系统本身的纠缠结构，则像一个“杯子”，其容量决定了系统能够容纳和有效利用的“魔术”上限，这被称为“潜在魔术资源”（Potential Magic Resources）。一个结构更优、维度更高的纠缠图态，就像一个更大的杯子，拥有更大的“潜在魔术资源”。 ; ; ; ; 实际的量子优势是“杯中水”：最终留在杯中的水，即“存留魔术资源”（Reserved Magic Resources），才是算法最终获得的、真正有效的量子优势。如果注入的“魔术”（水）超过了“杯子”的容量，多余的部分就会溢出，造成资源浪费。 示意图：采用倒水入杯模型类比展示注入魔术资源（M）、潜在魔术资源（P）与存留魔术资源（R）之间的关系。 ; ; ; ; 这个框架清晰地表明，要获得强大的量子计算能力，高效的测量（源源不断的水）和优质的纠缠结构（足够大的杯子）缺一不可。研究团队还从理论上证明，高维度的纠缠图态（更大的杯子）能够支持超线性乃至指数级的量子优势，为设计更高效的量子算法指明方向。 ; ; ; ; 为了验证这一理论，团队在一个高品质的四光子量子计算平台上进行了实验演示。实验结果精确地展示了在生成关键量子态（如T态和量子傅里叶变换态）的过程中，“注入魔术”和“存留魔术”如何随着每一步测量而变化。实验清晰地观测到，当“注入魔术资源”总量超过由纠缠结构决定的“潜在魔术资源”上限时，“魔术”资源便会不可避免地被浪费。这为“倒水入杯”模型提供了强有力的实验证据。同时实验还观察到，使用基于测量的量子计算，魔术资源的浪费非常小；证明了基于测量的量子计算是一个十分节约资源的量子计算平台。 ; ; ; ; 这项工作不仅首次从理论和实验上清晰揭示了量子优势在计算过程中的动态积累机制，也为未来优化量子算法、减少资源浪费、推进容错量子计算的发展提供了关键的理论工具和实验指导。审稿人对该工作给予了高度评价，认为其“为连接基于测量的量子计算与资源理论做出了重大贡献”（makes a significant contribution to bridging MQC and resource theory），并称赞该工作“挑战了量子计算领域的传统观念，同时提供了全新的视角”（challenges assumptions in quantum computation while offering a fresh perspective）。 ; ; ; ; 论文的第一作者为中国科学技术大学博士生李恭初。该研究得到了科技部、合肥国家实验室、国家自然科学基金委、安徽省以及中国科学技术大学等的资助。 ; ; ; ; 文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/4yyv-hggz
成都山地所郭晓军在小流域泥石流智能预警能力提升方面取得新进展 2025-11-11 ; ; ; ;在全球气候变暖背景下，泥石流等灾害发生频率呈上升趋势。确定泥石流发生条件（降雨阈值）是实现有效预报预警的关键。传统方法常因参数选择主观、数据参差不齐等导致阈值误差较大，难以满足实际预警需求，且往往难以追循误差的原因。     针对这一科学问题，成都山地所郭晓军研究员团队将人工智能方法创新性地引入小流域泥石流降雨阈值不确定性研究。该团队运用非线性高斯核支持向量机（NGK-SVM）筛选最优预测参数和流程，解决了传统统计方法难以捕捉降雨与泥石流关联的问题，并结合 SHapley 可解释性分析（SHAP）量化了各降雨参数对预报结果的贡献程度，评估各参数的重要性及其对结果的影响，克服了人工智能的 “黑箱” 困境。     研究团队将该不确定性评估方法应用于我国西南小江流域的蒋家沟，基于 历史降雨和泥石流监测数据，系统评估了泥石流起始时间、雨量站选择和降雨参数等关键环节对阈值的影响，并利用前期雨量、诱发雨量和降雨历时的参数组合构建了最优阈值。同时，研究发现，不同形成模式泥石流的降雨阈值存在显著差异。     这一研究成果通过人工智能技术明晰了参数选择的不确定性，深化了对泥石流形成机制的理解，不仅提升了泥石流降雨阈值的准确性和可靠性，更为优化预警模型提供了重要的方法论支撑，有助于提升山区泥石流防灾减灾能力。     该研究得到国家自然科学基金等项目的资助，相关成果以 “Rainfall thresholds of debris flows built with assistance of artificial intelligence in a small catchment” 为题，发表在Journal of Hydrology上。成都山地所硕士研究生张思玲为论文第一作者，郭晓军研究员为通讯作者。 论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022169425007784
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
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