《科學通報》2026年1月上旬刊 | 文章速遞

質(zhì)子交換膜燃料電池以其高能量轉(zhuǎn)換效率、零排放等優(yōu)勢, 成為構(gòu)建未來氫電社會的關(guān)鍵電化學轉(zhuǎn)換裝置, 在交通運輸、分布式發(fā)電等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)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(lǐng)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(fā)生復雜的衰減過程, 嚴重制約了燃料電池的長期運行穩(wěn)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(zhuǎn)型具有重要意義. 封面圖像生動呈現(xiàn)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(nèi)遷移, 造成催化劑流失; 引發(fā)的后續(xù)化學反應(yīng)還會破壞質(zhì)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(zhì)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(zhì)性是組成生物系統(tǒng)多樣性和復雜性的關(guān)鍵因素. 基于質(zhì)譜的單細胞代謝組學分析迅速發(fā)展, 成為探索細胞異質(zhì)性的有力工具. 本文聚焦于質(zhì)譜成像和毛細管原位取樣直接電噴霧質(zhì)譜兩種技術(shù)近年來在單細胞代謝組學中的進展及應(yīng)用, 并對尚存的挑戰(zhàn)進行探討.

評述

微流控芯片單細胞分泌分析技術(shù)研究進展

陳映汶, 陸瑤

細胞分泌是最基本且關(guān)鍵的生命功能之一, 解析其異質(zhì)性對于揭示生命系統(tǒng)調(diào)控機制和推動精準醫(yī)學發(fā)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(shù), 綜述其最新研究進展及在基礎(chǔ)生物學和臨床醫(yī)學中的應(yīng)用, 并展望了發(fā)展趨勢.

空間多組學技術(shù)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(fā), 梳理了基于熒光顯微成像、質(zhì)譜成像、質(zhì)譜和測序技術(shù)的重要的空間單組學技術(shù), 并總結(jié)了五類重要的空間多組學聯(lián)合分析技術(shù)和數(shù)據(jù)分析策略. 最后, 介紹了空間多組學技術(shù)在腫瘤學、腦與神經(jīng)科學、生殖發(fā)育及衰老變化過程中的應(yīng)用并展望了空間多組學未來的發(fā)展方向.

基于滾環(huán)擴增的原位測序空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)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(huán)擴增的原位測序空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用進展, 詳細比較了探針設(shè)計、滾環(huán)擴增、測序化學和圖像處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié), 系統(tǒng)總結(jié)了各方法的獨特優(yōu)勢與特征, 分析了現(xiàn)有技術(shù)的局限性及潛在改進方向, 并闡述了其在生物醫(yī)學研究中的廣闊應(yīng)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(shù)

張爽, 丁顯廷

非靶蛋白質(zhì)組學在珍貴痕量樣本中的應(yīng)用常受限于繁瑣的預處理步驟. 本文設(shè)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(zhì). 基于此, 開發(fā)了一種MOF輔助的樣本前處理流程, 以減少樣本損失, 實現(xiàn)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(jié)構(gòu)設(shè)計的終端基團、間隔基團及錨定基團出發(fā), 系統(tǒng)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(jié)構(gòu)-性能關(guān)系、研究進展與挑戰(zhàn), 旨在為高效穩(wěn)定鈣鈦礦器件的界面材料理性設(shè)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(yīng)、軸子絕緣體等新奇物態(tài)提供了理想平臺. 本文系統(tǒng)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(diào)控, 并展望其應(yīng)用潛力與挑戰(zhàn).

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(diào)節(jié)4種隱身機理為主, 從基本概念、工作原理以及性能優(yōu)勢等方面對彈性波超材料隱身性能進行介紹, 并對其應(yīng)用前景和面臨的挑戰(zhàn)進行了探討.

黨政, 王亞玲

本文系統(tǒng)綜述了國內(nèi)外同步輻射軟X射線與熒光聯(lián)用裝置的發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)特點及其面臨挑戰(zhàn), 深入分析了該技術(shù)在細胞成像中的應(yīng)用進展. 同時, 對關(guān)聯(lián)技術(shù)的未來發(fā)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(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究進展

趙夢, 李博權(quán), 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(jié)構(gòu)與液固反應(yīng)機制, 以指導高比能、快充放、長循環(huán)及全生命周期安全的鋰硫電池的構(gòu)筑.

化學發(fā)光技術(shù)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(yīng)驅(qū)動的發(fā)光技術(shù)在活性氧檢測中的最新研究進展, 著重介紹化學發(fā)光、生物發(fā)光與電化學發(fā)光體系的構(gòu)建與功能優(yōu)化, 分析當前面臨的挑戰(zhàn), 并展望其在智能化、多模態(tài)檢測及精準醫(yī)學中的應(yīng)用前景.

雙清論壇專欄

觀點

科技助力我國石油化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)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(lǐng)下, 我國石油化工產(chǎn)業(yè)迎來深刻變革. 本文以“多能融合”理念為基石, 剖析產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與機遇, 提出借助多能融合及數(shù)字化等手段, 探索綠色轉(zhuǎn)型路徑、強化新技術(shù)示范應(yīng)用、推動智能化升級, 為產(chǎn)業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展提供新思路.

評述

界面光熱綠色蒸汽驅(qū)動低碳創(chuàng)新

趙鑫如, 宋琰, 朱嘉

本綜述系統(tǒng)總結(jié)了界面光熱綠色蒸汽技術(shù)在水資源、清潔能源、農(nóng)業(yè)灌溉、環(huán)境修復和醫(yī)療滅菌等領(lǐng)域的最新進展. 通過材料設(shè)計、器件構(gòu)建與系統(tǒng)集成的協(xié)同創(chuàng)新, 該技術(shù)兼具高效、低成本和環(huán)境友好等優(yōu)勢, 為實現(xiàn)“雙碳”目標與綠色低碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)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(fā)育中關(guān)鍵基因的功能缺失可引發(fā)雄性不育. 核雄性不育基因的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò), 對雄性發(fā)育理論創(chuàng)新及作物雜種優(yōu)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(fā)育理論研究和新型智能不育系統(tǒng)創(chuàng)制提供參考.

被子植物雌雄互作的分子機理與育種應(yīng)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(guān)鍵環(huán)節(jié), 還直接關(guān)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(yīng)用, 對于保障全球糧食安全、推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要理論意義和應(yīng)用價值.

醫(yī)學科學

非小細胞肺癌Wnt/β-catenin信號通路相關(guān)ncRNAs: 多維機制解析與診療轉(zhuǎn)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(tǒng)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(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的功能分工與協(xié)同網(wǎng)絡(luò), 揭示了ncRNAs/Wnt/β-catenin軸驅(qū)動NSCLC發(fā)生發(fā)展的多維調(diào)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(zhuǎn)化前景與挑戰(zhàn), 為NSCLC精準診療提供新視角和理論依據(jù).

地球與環(huán)境科學

微生物驅(qū)動的生源要素循環(huán): 生物地球化學過程及其生態(tài)響應(yīng)

韓平, 劉叢強

微生物是驅(qū)動地球碳、氮、磷、硫等生源要素循環(huán)的“看不見的引擎”. 本文系統(tǒng)闡述了微生物如何通過其多樣的代謝網(wǎng)絡(luò), 主導元素的形態(tài)轉(zhuǎn)化與全球通量, 并揭示其在應(yīng)對氣候變化、維系生態(tài)系統(tǒng)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(yīng)與適應(yīng), 并展望了利用微生物技術(shù)助力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的廣闊前景.

論文

醫(yī)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(fā)生的重要驅(qū)動因素. 一項基于中國52萬人雙隊列的研究發(fā)現(xiàn), 運動可顯著降低C反應(yīng)蛋白水平,進而有效降低癌癥發(fā)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(jù), 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(zhì)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(lián)質(zhì)譜標簽蛋白質(zhì)組學, 比較了陰性對照與阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)捐獻者內(nèi)嗅皮層的蛋白表達. 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 女性AD患者蛋白失調(diào)更廣泛, 髓鞘相關(guān)蛋白下調(diào)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(guī)律研究

郝明晟, 丁宗耀, 胡玉波, 李印實

本研究構(gòu)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(yīng)過程, 揭示了電勢循環(huán)中催化劑粒徑分布、Pt殼厚度以及Pt/Co原子比的變化規(guī)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(shè)計提供一些參考.

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