《科學通報》2026年1月上旬刊 | 文章速遞

質子交換膜燃料電池以其高能量轉換效率、零排放等優勢, 成為構建未來氫電社會的關鍵電化學轉換裝置, 在交通運輸、分布式發電等領域展現出巨大應用潛力. Pt基合金催化劑可在顯著降低貴金屬Pt負載量的同時, 大幅提升催化活性, 成為燃料電池領域的重點突破方向. 然而, 在陰極強氧化、高電位的苛刻工況下, 合金催化劑會發生復雜的衰減過程, 嚴重制約了燃料電池的長期運行穩定性. 深入揭示這些衰減過程的微觀機制, 對突破燃料電池壽命限制、加速全球能源轉型具有重要意義. 封面圖像生動呈現了膜電極中PtCo合金催化劑的衰減機制和影響: 部分顆粒溶解導致尺寸縮小直至消失; 同時Oswald熟化使顆粒粗化, 活性比表面積下降; 溶解的金屬離子向膜內遷移, 造成催化劑流失; 引發的后續化學反應還會破壞質子膜“長城”般分隔陰陽極的功能, 最終導致電池性能衰退. 詳見郝明晟等人文(p289).

悅讀科學

郭雨塵, 楊碩

韓相和, 陳輝, 高鴻鈞

張啟蒙, 楊成浩

王丹赫, 馬紅梅, 史貴濤

亮點述評

程海

單細胞分析與空間組學專題

特邀編輯:朱志

進展

基于質譜分析的單細胞代謝組學研究進展

夏丹丹, 江德臣

細胞異質性是組成生物系統多樣性和復雜性的關鍵因素. 基于質譜的單細胞代謝組學分析迅速發展, 成為探索細胞異質性的有力工具. 本文聚焦于質譜成像和毛細管原位取樣直接電噴霧質譜兩種技術近年來在單細胞代謝組學中的進展及應用, 并對尚存的挑戰進行探討.

評述

微流控芯片單細胞分泌分析技術研究進展

陳映汶, 陸瑤

細胞分泌是最基本且關鍵的生命功能之一, 解析其異質性對于揭示生命系統調控機制和推動精準醫學發展具有重要意義. 本文介紹了近年來基于微流控芯片的代表性單細胞分泌分析技術, 綜述其最新研究進展及在基礎生物學和臨床醫學中的應用, 并展望了發展趨勢.

空間多組學技術研究進展

張聞一, 黃星燁, 何立勇, 趙祥偉

本文從空間單組學出發, 梳理了基于熒光顯微成像、質譜成像、質譜和測序技術的重要的空間單組學技術, 并總結了五類重要的空間多組學聯合分析技術和數據分析策略. 最后, 介紹了空間多組學技術在腫瘤學、腦與神經科學、生殖發育及衰老變化過程中的應用并展望了空間多組學未來的發展方向.

基于滾環擴增的原位測序空間轉錄組學技術研究進展

劉艷秀, 葉培瑩, 陳詩婕, 陳嘉馭, 林辰, 柯榮秦

本文聚焦基于滾環擴增的原位測序空間轉錄組學技術的開發與應用進展, 詳細比較了探針設計、滾環擴增、測序化學和圖像處理等關鍵環節, 系統總結了各方法的獨特優勢與特征, 分析了現有技術的局限性及潛在改進方向, 并闡述了其在生物醫學研究中的廣闊應用前景.

論文

基于富含硼酸金屬有機框架的痕量樣本蛋白組學前處理技術

張爽, 丁顯廷

非靶蛋白質組學在珍貴痕量樣本中的應用常受限于繁瑣的預處理步驟. 本文設計了一類富含硼酸鑭系金屬有機框架, 用于捕獲痕量生物樣品中的蛋白質. 基于此, 開發了一種MOF輔助的樣本前處理流程, 以減少樣本損失, 實現痕量樣本中的深度蛋白組學分析.

自然科學基金項目進展專欄

進展

鈣鈦礦太陽電池中錨定組裝型空穴傳輸材料研究進展

章樂源, 李依蓉, 蔡虹, 占禮慶, 吳永真

本文從分子結構設計的終端基團、間隔基團及錨定基團出發, 系統評述了錨定自組裝空穴傳輸材料在倒置鈣鈦礦太陽電池中的結構-性能關系、研究進展與挑戰, 旨在為高效穩定鈣鈦礦器件的界面材料理性設計提供參考.

評述

磁性拓撲絕緣體MnBi2nTe3n+1研究綜述

楊詩祺, 葉堉

范德華磁性拓撲絕緣體MnBi2Te4(Bi2Te3)n家族具備本征磁性與拓撲序, 為探索量子反常霍爾效應、軸子絕緣體等新奇物態提供了理想平臺. 本文系統綜述其從三維至二維極限下豐富的磁相變和量子輸運行為, 以及晶格缺陷和外場等對磁序的調控, 并展望其應用潛力與挑戰.

彈性波超材料隱身性能研究進展

寧莉, 王毅澤, 汪越勝

本文綜述了彈性波超材料隱身性能的研究進展, 以坐標變換、超彈性理論、散射相消和超表面相位調節4種隱身機理為主, 從基本概念、工作原理以及性能優勢等方面對彈性波超材料隱身性能進行介紹, 并對其應用前景和面臨的挑戰進行了探討.

黨政, 王亞玲

本文系統綜述了國內外同步輻射軟X射線與熒光聯用裝置的發展現狀、技術特點及其面臨挑戰, 深入分析了該技術在細胞成像中的應用進展. 同時, 對關聯技術的未來發展方向進行展望, 旨在為基于X射線成像的細胞生物學研究提供新思路與參考.

鋰硫電池中多硫化鋰結構與性質研究進展

趙夢, 李博權, 黃佳琦

本文深入討論了多硫化鋰研究的三大核心問題: 其存在形式、溶劑化結構與液固反應機制, 以指導高比能、快充放、長循環及全生命周期安全的鋰硫電池的構筑.

化學發光技術在活性氧檢測中的研究進展

代鴻宇, 孫紅紅, 管偉江, 呂超

本綜述聚焦化學反應驅動的發光技術在活性氧檢測中的最新研究進展, 著重介紹化學發光、生物發光與電化學發光體系的構建與功能優化, 分析當前面臨的挑戰, 并展望其在智能化、多模態檢測及精準醫學中的應用前景.

雙清論壇專欄

觀點

科技助力我國石油化工產業轉型升級

李婉君, 張錦威, 袁小帥, 張小菲, 肖宇, 蔡睿, 劉中民

在“雙碳”目標引領下, 我國石油化工產業迎來深刻變革. 本文以“多能融合”理念為基石, 剖析產業面臨的挑戰與機遇, 提出借助多能融合及數字化等手段, 探索綠色轉型路徑、強化新技術示范應用、推動智能化升級, 為產業低碳高質量發展提供新思路.

評述

界面光熱綠色蒸汽驅動低碳創新

趙鑫如, 宋琰, 朱嘉

本綜述系統總結了界面光熱綠色蒸汽技術在水資源、清潔能源、農業灌溉、環境修復和醫療滅菌等領域的最新進展. 通過材料設計、器件構建與系統集成的協同創新, 該技術兼具高效、低成本和環境友好等優勢, 為實現“雙碳”目標與綠色低碳產業轉型提供了重要支撐.

評述

生命科學

吳鎖偉, 鄒欣欣, 劉小娟, 侯全璨, 安學麗

植物花藥和花粉發育中關鍵基因的功能缺失可引發雄性不育. 核雄性不育基因的分子調控網絡, 對雄性發育理論創新及作物雜種優勢利用具有重要意義. 本文綜述了植物核雄性不育基因最新研究進展, 為植物雄性發育理論研究和新型智能不育系統創制提供參考.

被子植物雌雄互作的分子機理與育種應用

祝蕾, 韓佳琪, 龍艷, 安學麗

雌雄互作在被子植物生命周期中扮演著舉足輕重的角色, 不僅是完成世代交替的關鍵環節, 還直接關系到人類主要的食物來源——種子與果實的形成. 被子植物雌雄互作的分子機理及其育種應用, 對于保障全球糧食安全、推動農業可持續發展具有重要理論意義和應用價值.

醫學科學

非小細胞肺癌Wnt/β-catenin信號通路相關ncRNAs: 多維機制解析與診療轉化研究

鐘楊, 賴恒周, 何佳瑋, 黃春霞, 楊澳羚, 黃文博, 馬瓊, 付西, 鄭川, 由鳳鳴

本文系統綜述了不同類型ncRNAs在Wnt/β-catenin通路配體分泌、受體激活、信號轉導及轉錄調控中的功能分工與協同網絡, 揭示了ncRNAs/Wnt/β-catenin軸驅動NSCLC發生發展的多維調控機制, 并探討了ncRNAs作為NSCLC生物標志物和治療靶點的診療轉化前景與挑戰, 為NSCLC精準診療提供新視角和理論依據.

地球與環境科學

微生物驅動的生源要素循環: 生物地球化學過程及其生態響應

韓平, 劉叢強

微生物是驅動地球碳、氮、磷、硫等生源要素循環的“看不見的引擎”. 本文系統闡述了微生物如何通過其多樣的代謝網絡, 主導元素的形態轉化與全球通量, 并揭示其在應對氣候變化、維系生態系統功能中的核心作用. 文章進一步探討了微生物群落對全球變化的響應與適應, 并展望了利用微生物技術助力實現可持續發展的廣闊前景.

論文

醫學科學

馮育祺, 楊之雨, 柯居中, 金怡, 方樂天, 劉文斌, 曹廣文

慢性炎癥是癌癥發生的重要驅動因素. 一項基于中國52萬人雙隊列的研究發現, 運動可顯著降低C反應蛋白水平,進而有效降低癌癥發生與死亡風險, 揭示了“運動-抗炎-防癌”的潛在通路, 為運動防癌提供了扎實的中國人群證據, 對公共健康策略制定具有重要價值.

阿爾茨海默病中性別特異性的蛋白質表達譜差異

田鳳元, 張耀元, 李靜穎, 孟姝, 葛微, 王霞

該研究基于串聯質譜標簽蛋白質組學, 比較了陰性對照與阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)捐獻者內嗅皮層的蛋白表達. 結果發現, 女性AD患者蛋白失調更廣泛, 髓鞘相關蛋白下調更顯著, 提示髓鞘形成障礙可能是女性易感AD的重要機制.

材料科學與工程

PEMFC中Pt-Co核殼催化劑衰減規律研究

郝明晟, 丁宗耀, 胡玉波, 李印實

本研究構建了Pt-Co核殼催化劑的一維衰減模型. 該模型耦合了Pt殼層溶解與再沉淀及Co核溶出等反應過程, 揭示了電勢循環中催化劑粒徑分布、Pt殼厚度以及Pt/Co原子比的變化規律, 探究了電壓上限和工作溫度對催化劑顆粒衰減行為的影響, 有望為未來合金催化劑的設計提供一些參考.

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