近日，中国科学院大学博士生导师、精密测量院研究员陈世桢、江中兴科研团队、在开发19F MRI “分子无人机”方面取得重要进展。团队开发出一类具有“水母”形态的氟化功能大分子，并将其作为“分子无人机”，在氟-19磁共振成像（19F MRI）和荧光成像的引导下，实现精准的药物递送、实时状态报告、肿瘤检测与靶向治疗等应用（图1），为生物医学领域内复杂分子机器的研发奠定了基础。相关研究成果近期发表在国际知名期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 “水母”形态双亲性氟化大分子无人机的结构及其在癌症诊断与治疗中的应用 正如机械无人机促进了现实世界中运输、监测和战斗等领域的革新，分子水平的无人机有望成为Ehrlich博士（1908年获诺贝尔奖）等科学家百年来所追求的“Magic Bullet”，为实现重大疾病的准确诊断、靶向给药和个性化治疗带来新契机。分子无人机不仅需要具备装载和释放、实时状态报告、定位和导航等无人机基本能力，还需具有结构精确的特性和调控精准的功能。然而，现有分子无人机多存在成分复杂、结构多分散和功能精准调控困难等问题。 针对这些问题，精密测量院研究团队通...

有机太阳能电池（OSC）因具有质量轻、本征柔性，可溶液法加工等优点而受到国内外的广泛关注并在过去十年取得了显著的进步，但其能量转化效率（PCE）仍落后于无机和钙钛矿太阳能电池，这主要是由于其较大的非辐射能量损失导致开路电压较低。其中，三线态激子的形成被认为是产生非辐射能量损失的主要来源之一，限制了OSC的进一步发展。 针对上述挑战，黄辉教授、蔡芸皓副教授团队通过降低电荷转移态能量无序，有效降低了反向电荷转移速率，抑制了三线态激子的产生，减少了非辐射能量损失，提升了OSC的性能。在本工作中，该团队以三元策略调控电荷转移态的能量无序作为切入点，通过深入研究，阐明了电荷转移态能量无序的降低导致空间上更加离域的极化子对分布，与局域三线态激子的空间重叠减少，减小耦合。根据Marcus半经验公式，降低了体系的反向电荷转移速率，为三线态电荷转移激子的解离提供时间，从而减少了三线态激子的生成。最终，采用该策略的三元有机太阳能电池器件获得了0.183 eV的非辐射能量损失以及20.25%的PCE（认证效率为19.82%），创造了单结器件的最高记录值，同时所获得的非辐射能量损失是OSC迄今为止报...

生物质是一种重要的可再生碳资源，直接或间接来源于植物光合作用所吸收固定的二氧化碳和水。随着化石资源的日益枯竭和环境问题的日趋严峻，生物质资源因具有可再生性和碳中性等特点，其开发利用备受关注。由于生物质中存在大量以C-O单键或C="O双键形式存在键合氧（约占总质量的30%~50%），难以直接用于化学化工行业。通过催化转化过程将生物质中的C-O键定向转化，可获得二元醇、氨基醇和羟基酯等一系列高值含氧化学品，而开发具有高选择性和高稳定性的催化反应体系是关键。 中国科学院兰州化学物理研究所低碳催化与二氧化碳利用重点实验室可再生碳资源催化转化组长期致力于生物质资源的高值化转化利用，发展了一系列生物基高值化学品的催化合成技术 (Green Chemical Engineering 2024,5(1),119-131; Green Synthesis and Catalysis 2024,5(1),42-50; ACS Catalysis 2023,13,5170-5193; Chem 2022,8,1034-1049; ACS Sustainable Chemistry & Engine...

在最近的一项研究中，国科大卡弗里理论科学研究所的黄飚研究组和浙江大学王浩华、郭秋江研究组展示了用离散时间晶体保护 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 态的方法。这一“猫疤痕态”时间晶体按需设计了薛定谔猫型量子多体疤痕本征态来保护脆弱的GHZ态。这使得全局纠缠的GHZ 态寿命是未受保护的情况下的三倍，并且长于用通常的自旋回波(spin-echo)保护的GHZ态。该实验遵循了早期的理论蓝图 [Biao Huang, Physical Review B 108, 104309 (2023)] ，于2024年 10 月 12 日发表在 [Z. Bao, et. al., Nature Communications 15, 8233 (2024)]  上。 GHZ 态是著名的“薛定谔的猫”在量子比特平台上的对应实现。它由两个宏观上不同的量子比特激发态组成，并且每对量子比特之间都存在最大纠缠。这些态在量子计算和量子信息处理中起着至关重要的作用。然而，它们极其脆弱，因为它们的相干性就像薛定谔的猫一样，在任一组分受到扰动下都会被破坏。在过去的几十年里，诸多量子...

覆盖于青铜文物表面的锈层（patina），经长期埋藏后逐渐趋于稳定，对青铜基体具有一定保护作用，同时也是构成青铜文物历史和艺术价值的重要组成部分。青铜文物出土后，环境条件（温度、湿度、光照及大气污染物等）的剧烈变化会使锈层的稳定性下降、加速青铜基体的腐蚀，并最终对青铜文物造成不可逆的破坏。因此，青铜文物的保护除了减缓青铜基体的腐蚀外，尚应考虑如何稳定和保护锈层，以确保文物的原貌不受破坏。 缓蚀和封护是青铜文物保护处理的重要环节，长期以来，青铜文物缓蚀、封护材料研发工作聚焦于提升缓蚀、封护材料的长期防护性能，却往往忽略了其可逆性问题，这导致很多具有优异性能的缓蚀、封护新材料在文物保护具体实践中难以落地使用。需要注意的是，尽管缓蚀、封护材料的使用可有效延缓青铜文物腐蚀劣化，但却也不可避免地会向器物本体引入外来物质，对器物中蕴含的考古信息造成干扰。由此，寻找最小干预原则和最佳保护效果之间的平衡是文物保护研究需要关注的重点问题。 针对上述问题，研究团队基于青铜文物光致腐蚀机理相关前期研究成果，提出了一种基于光致钝化机制的青铜文物腐蚀防护新策略，可通过紫外光照射促进青铜表面锈层中致...

近日，中国科学院近代物理研究所的科研人员与合作者发现了钚元素的一个新的同位素钚-227，相关成果于10月3日在Physical Review C 期刊上发表。 当原子核的核子数等于某些特殊的数目时(2、8、20、28、50、82、126)，原子核会特别稳定，形状接近球形，这些数字被称为幻数。幻数的存在反映了原子核的壳层结构。126是中子特有的幻数，已有研究表明随着原子序数的增大，中子幻数126的壳效应从82号铅元素到92号铀元素有连续减小的趋势。那么，该幻数的壳效应是否在更重的核区（质子数≥93）也会减弱呢？这一科学问题是目前壳效应演化研究的热点。 近年来，近代物理所新核素研究团队通过合成多个93号元素镎的新同位素，找到了中子幻数126壳效应在镎同位素中存在的证据。然而，对于研究该幻数是否在94号钚元素的同位素中存在还缺少实验证据。为了获取关键实验数据，近代物理所团队制定了合成未知核素钚-221至钚-227的相关计划。 依托兰州重离子加速器，研究团队利用充气反冲核谱仪SHANS，通过熔合蒸发反应成功观测到了新核素钚-227。团队测量了该新核素的α衰变能约为8191 k...

裂谷热病毒（Rift Valley fever virus ，RVFV），是一种蚊媒传播的致病性人畜共患病毒，其对于牛、羊等多种家畜可造成致死性的感染，而病毒感染人体后可引起脑炎、出血热等临床症状，重症感染者具有较高的病死率。由于缺乏有效的抗病毒药物及人用疫苗，并具有大流行的潜在风险，裂谷热病毒被世界卫生组织持续列为亟待开展研究的病原体。然而，裂谷热病毒感染致病的关键机制目前尚不清楚，阻碍了针对裂谷热病毒抗病毒药物的研发。 2024年10月3日，中国科学院武汉病毒研究所彭珂研究员和曹晟研究员团队在 Cell 上发表了题为“Rift Valley fever virus coordinates the assembly of a programmable E3-ligase to promote viral replication”的研究论文。该研究揭示了裂谷热病毒非结构蛋白NSs重塑宿主E3泛素连接酶系统性抑制宿主抗病毒免疫的致病新机制，也为裂谷热病毒抗病毒药物研发提供了新思路。 为探究裂谷热病毒感染致病的机理，研究团队针对裂谷热病毒的关键毒力因子非结构蛋白NSs开...

近日，中国科学院大学资源与环境学院刘文彬教授团队针对橡胶消费品和典型城市灰尘中对苯二胺和对苯二胺醌衍生物来源、转化特征和健康风险进行了量化分析，并在室内外灰尘中对苯二胺类物质环境特征和暴露风险方面取得...

风电作为清洁能源之一，替代火电可有效缓解当前社会面临的化石能源紧缺和环境污染等问题。随着“双碳”目标的提出，风电等清洁能源得到了蓬勃发展，我国风电产业并网装机容量已连续12年位居全球第一。甘肃省是我国风能资源较丰富的省区之一，有号称“世界风库”的瓜州县和被称为“风口”的玉门市，风能资源理论储量高达237GW，风能总储量居全国第五位，酒泉市已建成千万千瓦级风电基地。 风机使用寿命一般为15-20年，在我国装机量屡创新高的同时，老旧风机退役潮也随之到来。据统计，2018年我国退役风电叶片约为3456吨，预计2025年退役风机叶片将达到5万吨，2028年将达41万吨。实现风机叶片全生命周期的绿色化、资源化利用，一直是风电行业追求的目标。风机叶片的主要成分为玻纤复合材料，退役风机叶片回收技术难度大、成本高，目前国际上尚无成熟、可靠的回收技术。 近年来，中国科学院兰州化学物理研究所精细石油化工中间体国家工程研究中心唐志诚研究员团队围绕退役风机叶片处置技术难题开展了大量研究工作。从退役风机叶片材料结构和理化性质出发，利用退役风机叶片质轻、强度高、耐腐蚀等特点，通过物理破碎-化学处理方...

防治沙漠化是全球共同面临的环境问题。飞播治沙是指以飞机直播沙生植物种籽促进沙地植被覆盖度的提高，达到控制沙丘流动、防治沙漠化的一种方式。相较于传统的植苗造林，飞播造林因具有速度快、范围广、省劳力、投入少、能深入人烟稀少的偏远地区等优势，成为我国干旱、半干旱区一项快速而有效的沙漠化防治技术。 土壤有机碳（SOC）含量及变化是土壤健康评估的重要指标。但对于以盐碱土为主的荒漠区而言，土壤无机碳（SIC）含量及变化对生态系统的健康和稳定同样重要。以往研究表明：人工造林显著增加了土壤SOC和SIC含量，但对SOC和SIC变化的影响因素及生物和非生物因素的理解还存在不足。因此，研究荒漠区人工固沙植被群落土壤碳含量变化及影响机理对于沙漠化防治技术提升、沙漠边缘阻击战顺利实施及我国北方防沙带建设等具有重要意义。 近期，中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室科研团队以我国阿拉善荒漠区飞播治沙植被群落为研究对象，采用空间代替时间的方法采集了不同飞播造林年限植被、土壤及微生物样品，系统分析了飞播造林对土壤理化性质和土壤微生物多样性的影响。 在此基础上，本研究进...