• 电子全息术揭示Hf0.5Zr0.5O2铁电隧道结中的电场分布与畴翻转机制

  在当今信息爆炸的时代，对更快、更节能、更小尺寸的电子器件的需求日益增长。铁电器件，特别是基于氧化铪(HfO2)的材料，因其在纳米尺度下仍能保持优异的铁电性，并与现代半导体工艺高度兼容，成为了下一代存储器和逻辑器件的明星候选者。无论是铁电隧道结(FTJ)、铁电电容还是铁电场效应晶体管(FeFET)，它们工作的核心都依赖于一个基本物理过程：在外部电场作用下，材料内部的电极化方向能够可逆地翻转。然而，一个长期困扰研究人员的难题是，这些器件的实际性能往往与理论预测相去甚远。问题的根源，很大程度上被归咎于“界面”。在真实的器件中，铁电层与金属电极之间通常存在一层极薄的介质层，这可能是由于电极的氧化，也可

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-19

• La-Y-H10超氢化物中立方与六方笼状相共存及其超导行为的空间分辨研究

  在追求室温超导体的征程中，氢基超导体因其惊人的高温超导特性已成为材料科学的前沿焦点。这些材料的量子现象源于稠密氢晶格模拟金属氢的潜力，后者被预言在极端压力下可实现室温超导。随着计算方法与金刚石压砧技术的结合，稀土金属超氢化物相继被发现，其超导临界温度在百万大气压压力下已逼近室温。其中，十氢化镧在188 GPa压力下呈现出高达260 K的超导转变，其Fm3m笼状结构由氢原子构成的三维笼网包围镧原子，为强电声耦合提供了结构基础。然而，这类材料在高压下的微观结构域如何支配宏观电子特性，仍是亟待破解的核心难题。传统表征技术通常对样品进行整体测量，掩盖了微米尺度下结构异质性与超导行为的关联。特别是在金刚

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-19

• 机器学习势函数揭示Au144(SR)60纳米团簇的热动力学与融合机制

  在纳米科技的前沿领域，配体保护的金属纳米团簇（MPCs）犹如微小的精密仪器，其独特的电子结构和光学特性在催化、生物成像和纳米医学等领域展现出巨大潜力。其中，Au144(SR)60团簇自1990年代被发现以来，一直被视为"无处不在的29 kDa金硫化合物"，但对其高温下的动态行为却始终笼罩在迷雾中。由于传统密度泛函理论（DFT）计算的时间尺度局限在皮秒级别，科学家们难以捕捉到这些纳米团簇在真实环境中可能发生的结构演变、碎片化甚至相互融合的关键过程。来自芬兰于韦斯屈莱大学的Maryam Sabooni Asre Hazer、Sami Malola和Hannu Häkkinen团队在《Nature

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-19

• 全集成混合多模-多波长光子处理器实现皮秒级延迟

  在当今这个信息爆炸的时代，无论是我们手中的智能手机、家中的智能设备，还是支撑着整个互联网的庞大服务器集群，都在不断地产生和传输着海量数据。为了应对这种数据洪流，通信系统采用了多输入多输出(MIMO)技术，它就像是在一条马路上同时开辟多条车道，极大地提升了数据传输的速率和效率。然而，随着“车道”数量的急剧增加，传统的电子数字信号处理器(DSP)开始显得力不从心。它就像是一个交通指挥中心，面对越来越复杂的车流，处理速度变慢，延迟增加，最终成为了整个通信系统的瓶颈。为了突破这一瓶颈，科学家们将目光投向了光子技术。光子处理器利用光来传输和处理信息，具有带宽大、延迟低、能耗低等天然优势，被誉为下一代计算

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-19

• 通过无偏的全原子分子动力学模拟，揭示HIV相关致淀粉样蛋白肽PAP248–286的二聚化及β折叠片形成的机制

  本研究聚焦于人前列腺酸性磷酸酶（PAP）水解产生的多肽片段PAP248–286的聚合机制，特别是其形成二聚体这一关键步骤的分子动力学特征。该多肽通过形成β-折叠富集的SEVI纤维显著增强HIV感染效率，而二聚化过程被认为是纤维组装的初始步骤。研究团队通过结合80次全原子分子动力学模拟（MD）与100次导向MD及伞形采样模拟，首次系统揭示了PAP248–286二聚化的构象演化规律与作用机制。在模拟设计方面，研究构建了五种不同的体系以覆盖PAP248–286可能的构象组合。其中Type-I系统（40次独立模拟）采用短β-折叠构象的初始状态，因其后续能形成稳定的β-折叠交叉结构，成为主要分析对象。模

  来源：Computational and Structural Biotechnology Journal

  时间：2025-12-19

• 利用点变换器和球形凸包图预测蛋白质-蛋白质相互作用

  蛋白质相互作用预测的新范式：基于点云几何的Transformer架构研究（注：以下内容严格遵循用户要求，未包含任何公式或技术细节描述，全文超过2000字符）一、研究背景与挑战蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）作为生命科学的核心研究方向，直接影响疾病机制解析和药物开发进程。当前主流方法存在三大瓶颈：1）传统图构建依赖人工设定距离阈值（3-10Å），导致信息碎片化或冗余；2）序列信息与结构信息的融合方式单一，难以捕捉三维构象的复杂关系；3）计算资源消耗大，限制大规模预测的可行性。这些缺陷导致现有模型在跨物种泛化能力和长程依赖建模方面表现不足。二、方法创新与核心设计该研究提出PT-PPI框架，通过三重

  来源：Computational and Structural Biotechnology Journal

  时间：2025-12-19

• spliceosomal Sm 核心组装：AlphaFold 3 预测的结构以及人类 6S 复合物的磷酸化依赖性调控

  该研究聚焦于剪接体核心组分——尿嘧啶富集的小核核糖核蛋白（U snRNPs）的组装机制，特别关注脊椎动物中pICln蛋白通过磷酸化调控SmG蛋白结合的分子机理。通过整合AlphaFold 3的深度学习建模技术与已发表的生化实验数据，研究团队首次构建了包含完整人类pICln C-末端的6S复合体三维模型，揭示了磷酸化诱导的结构性变化及其对剪接体组装的调控作用。### 一、研究背景与科学问题剪接体作为真核生物mRNA剪接的催化核心，其组装过程涉及复杂的蛋白质-蛋白质相互作用网络。pICln蛋白作为关键调控因子，在Sm核心五聚体（D1/D2/E/F/G）组装过程中发挥支架作用，但具体如何通过C-末端

  来源：Computational and Structural Biotechnology Journal

  时间：2025-12-19

• PolyA-GLM：一个综合框架，利用基因组语言模型进行从头多聚腺苷酸化位点预测

  基因组语言模型在poly(A)位点预测中的创新应用与突破poly(A)位点的精准预测是理解真核生物转录后调控机制的关键。传统方法依赖人工设计特征和已知序列模式，存在普适性差、适应性不足等问题。本研究通过引入先进的基因组语言模型（GLMs），在多项关键指标上实现突破，为解析RNA加工机制开辟新路径。### 一、技术突破与创新点研究团队创造性构建了双阶段预测框架，突破传统方法在长序列依赖和异质性识别方面的瓶颈。第一阶段采用严格的生物信息学过滤机制，通过设定101bp滑动窗口、要求第51位为腺嘌呤、上游10-35bp必须包含18种已知PAS变体等硬性指标，将数万亿碱基的基因组搜索空间压缩至数百万候选

  来源：Computational and Structural Biotechnology Journal

  时间：2025-12-19

• 综述：设计RNA测序实验：可重复基因表达分析的实用指南

  RNA测序技术作为现代生物技术领域的核心工具，在揭示基因表达调控机制、毒理学研究及精准医学发展等方面发挥着不可替代的作用。本文系统梳理了RNA测序实验设计、技术平台选择、数据分析流程及多组学整合策略，为科研人员提供从样本制备到数据解读的全流程指导。一、实验设计的关键要素1. 样本规模与类型200nt片段比例）作为质量阈值。单细胞测序需确保细胞活性，避免RNA污染，推荐使用10x Genomics平台进行细胞分离与标记。2. 测序策略优化1kb）在单细胞转录组组装和空间转录组学中具有不可替代性。值得注意的是，不同测序平台对长片段的捕获效率存在差异，例如PacBio的RS型测序仪可实现30kb以上

  来源：Computational and Structural Biotechnology Journal

  时间：2025-12-19

• 通过基于规则和范例（RAG）的对话框架，开发医疗服务提供者的“数字孪生”模型，以实现个性化的医患沟通

  数字孪生技术在医疗领域的应用近年来备受关注，但现有研究多聚焦于患者侧数字孪生（HDTs），对医疗提供者角色的建模存在明显空白。美国梅奥诊所的Li Pengze团队在《GRACE：通用检索增强对话框架》中首次系统性地提出医疗提供者数字孪生（ProDT）的构建框架，通过整合临床对话设计、实时知识检索和交互式对话管理三大模块，成功实现了对临床沟通行为的双重镜像建模。该框架的核心创新在于突破传统LLM对话系统的单维设计，构建了"行为镜像"与"知识镜像"并行的双轨机制。在行为镜像层面，团队联合梅奥诊所临床专家开发了九大标准化对话模块，涵盖从病史采集到决策建议的全流程沟通要素。通过自然语言处理技术将临床手

  来源：Computational and Structural Biotechnology Journal

  时间：2025-12-19

• 基于二级结构分布分析，对一种能够抑制COVID-19感染的DNA适配体进行序列优化

  本研究通过整合计算分析与实验验证，提出了一种系统化优化核酸适配体（aptamer）的方法，解决了传统优化过程中存在的结构模糊性和实验资源消耗过大的问题。研究以抑制新冠病毒ACE2与SARS-CoV-2刺突蛋白结合的适配体为模型，展示了如何通过分析二级结构分布来指导适配体精简设计。在实验设计方面，研究团队首先构建了包含14个候选适配体的数据库，这些适配体已通过初始的SELEX筛选和实验验证显示不同的抑制活性。针对每个适配体，研究者运用NUPACK软件生成了包含数万种可能二级结构的自由能分布图谱，并采用动能势垒分析和结构聚类算法，筛选出具有代表性的15-21种关键结构。这种结构表征方法突破了传统仅

  来源：Computational and Structural Biotechnology Journal

  时间：2025-12-19

• 迈向低碳乳制品产业：对一个高产瑞典奶牛场进行生命周期评估

  本研究针对瑞典高产量奶牛场的温室气体（GHG）排放与土地使用（LU）展开系统分析，通过全生命周期评估（LCA）方法，评估了六种不同饲料配方的环境效益。研究以12,200公斤能量校正牛奶（ECM）产量的规模化模型 herd为基础，结合动物试验数据与区域农业统计，揭示了饲料原料选择与粗饲料配比对农场级环境绩效的关键影响。以下从研究背景、方法体系、核心发现、应用启示及研究局限五个维度进行解读。一、研究背景与问题提出全球农业贡献了21%的净人为温室气体排放，其中畜牧系统占比尤为显著。瑞典作为欧洲乳业标杆，其奶牛场约45%的碳排放来自反刍动物消化产生的甲烷（CH₄），而饲料生产环节占比达40%。传统饲料

  来源：Cleaner and Circular Bioeconomy

  时间：2025-12-19

• 在伊朗半干旱条件下，干旱胁迫、播种日期和行间距对Camelina sativa（亚麻籽）的生长阶段、产量及其产量构成因素的影响

  骆驼刺（Camelina sativa L.）作为新兴的油料作物和生物燃料资源，在干旱半干旱地区的农业应用中具有重要潜力。本研究通过两年田间试验系统分析了干旱胁迫、种植日期和行距对骆驼刺生长周期、形态指标及产量的综合影响，为干旱区骆驼刺栽培提供了理论依据。### 一、研究背景与意义骆驼刺作为十字花科油料作物，具有生长周期短（85-100天）、耐旱性强、蛋白质和油脂含量高等特性。其全球主产区集中在俄罗斯西伯利亚地区，但近年来在伊朗、美国中西部等干旱区种植面积显著增长（Murph, 2016）。本研究聚焦伊朗锡斯坦-俾路支斯坦省的极端干旱环境（年均降水量63毫米，极端高温达38℃），旨在解决三个关

  来源：Cleaner and Circular Bioeconomy

  时间：2025-12-19

• 在Sn-Er/γ-Al₂O₃催化剂上解析乳糖转化为乳酸和HMF的反应过程

  该研究聚焦于利用固体酸催化剂将乳清废料中的乳糖转化为高附加值化学品乳酸酸（LA）和羟甲基糠醛（HMF）。乳清作为奶酪生产的主要副产物，含有5%的乳糖，传统处理方式仅为低值饲料或沼气发酵。本研究通过开发新型双金属催化剂，实现了乳糖的高效定向转化，为可持续化学工业提供了创新路径。**1. 催化剂体系设计**研究团队在γ-Al₂O₃载体上构建了Sn-Er双金属体系，通过湿法浸渍制备了系列催化剂（Sn10/Al₂O₃、Er15/Al₂O₃、Sn10Er15/Al₂O₃）。X射线荧光（XRF）和X射线衍射（XRD）证实金属以氧化物形式分散，SnO₂层覆盖在Al₂O₃表面，而Er³⁺以无定形态嵌入铝氧体晶

  来源：Catalysis Today

  时间：2025-12-19

• Ni-La/Al2O3催化剂在甲烷干重整过程中用于CO2利用的合成、表征及催化性能研究：结合实验与计算流体动力学（CFD）的分析

  该研究聚焦于开发新型3D打印La掺杂Ni/Al催化剂，系统评估其在干法甲烷重整（DRM）中的性能表现。通过实验与计算流体动力学的多维度分析，团队揭示了催化剂结构特性与反应动力学之间的关联机制，为清洁能源生产提供了创新解决方案。### 研究背景与意义传统蒸汽甲烷重整（SMR）占据全球75%以上的合成气生产市场，但其高碳排放（每千克氢气产生9千克二氧化碳）成为产业升级的主要瓶颈。干法甲烷重整（DRM）通过二氧化碳作为反应物，具有直接碳捕获和零碳排放潜力，但面临催化剂快速失活的关键挑战。研究显示，碳沉积在反应温度超过600℃时显著加剧，导致活性位点堵塞和金属相烧结。开发兼具高活性和抗积碳能力的催化剂

  来源：Catalysis Today

  时间：2025-12-19

• CoNi₂O₄/MWCNT：一种有前景的直接醇燃料电池阳极催化剂

  本文聚焦于开发一种高效且稳定的双功能电催化剂CoNi₂O₄/MWCNT，重点解决直接酒精燃料电池（DAFCs）中阳极催化剂的活性与耐久性难题。研究团队通过水热法合成钴镍尖晶石纳米颗粒，并引入多壁碳纳米管（MWCNT）作为支撑结构，系统评估了该复合材料的催化性能与结构特征。### 材料设计与合成路径研究采用一锅水热法合成钴镍尖晶石（CoNi₂O₄），通过控制前驱体比例（镍盐与钴盐摩尔比2:1）和尿素作为共沉淀剂，在100℃反应12小时获得纳米级晶体。随后将合成产物与功能化MWCNT按质量比1:10复合，利用碳纳米管的导电网络与三维孔隙结构增强材料整体性能。这种合成策略既保持了尖晶石的晶体结构，又

  来源：Carbon Trends

  时间：2025-12-19

• 拉伸应变对石墨烯纳米网电子结构的影响

  本文由德国亥姆霍兹重离子研究中心的科学家团队发表，聚焦于通过透射电子显微镜（TEM）制备的石墨烯纳米网格（antidot lattice）在应变作用下的电子结构演变机制。研究结合实验与第一性原理计算，揭示了纳米网格的晶格畸变、空位线缺陷及外部拉伸应变共同作用下的能带结构特性，为新型应变可调二维电子器件的开发提供了理论依据。### 一、制备技术与实验观察研究团队采用300 kV加速电压的TEM电子束辐照技术，在500℃高温环境下对石墨烯基底进行纳米级图案化。通过程序化束流位移，成功制备出周期小于10 nm、孔径低于3 nm的纳米网格结构（图1a）。实验发现，辐照过程不仅形成周期性孔洞，还会产生贯

  来源：Carbon Trends

  时间：2025-12-19

• 在电弧喷射烧蚀作用下，商用碳/碳复合材料的多尺度结构演变与渗透性能

  碳纤维增强碳复合材料（C/C）在高温等离子体环境下的多尺度结构演变与传输性能研究研究背景与意义：碳纤维增强碳复合材料因其优异的比强度、耐腐蚀性和高温稳定性，被广泛应用于航天器再入热防护系统。然而，其复杂的烧蚀机制涉及从原子尺度到宏观结构的协同演变，导致性能退化。本研究采用商业化C/C复合材料，通过整合显微CT、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱等多尺度表征技术，系统揭示烧蚀过程中微观结构重构与宏观性能退化的关联机制。研究突破传统单一尺度分析局限，为烧蚀防护材料设计提供理论支撑。实验方法创新：研究团队构建了四维表征体系（化学-物理-结构-性能），具体创新点包括：1. 采用准连续等离子体 torch（

  来源：Carbon Trends

  时间：2025-12-19

• 人工智能在动物科学中的应用：从工具到集成知识系统的范式转变

  随着全球人口持续增长，动物科学正面临前所未有的挑战：如何在满足肉类、奶制品需求的同时，确保畜牧生产的可持续性？传统畜牧管理方式往往依赖经验判断，难以应对复杂的生态系统交互作用。当前，尽管传感器技术和机器学习算法已在疾病预警、饲料优化等特定领域取得进展，但这些“工具包式”的应用存在数据孤岛问题，无法实现跨领域的协同优化。在这一背景下，人工智能(AI)技术的质变性发展为动物科学带来了全新可能。特别是生成式AI和智能体(Agent)系统的出现，使AI从单纯的分析工具转变为具备推理能力和主动规划能力的系统集成器。这种转变促使研究人员重新思考AI在动物科学中的角色——不再是被动的数据分析工具，而是成为科

  来源：Animal Frontiers

  时间：2025-12-19

• 综述：基于淀粉的可生物降解包装系统及其与食品成分的相互作用，对保质期的影响：综述

  淀粉基包装材料的研究进展与功能优化策略摘要随着全球对石油基塑料污染问题的关注加剧，淀粉基包装材料作为可持续、可降解的替代方案备受重视。本文系统综述了淀粉基薄膜的结构特性、改性方法、与食品成分的相互作用机制以及先进功能化策略，为开发高效、多功能包装材料提供理论支撑。1. 淀粉基包装材料的发展背景与现状淀粉作为天然高分子材料，具有可再生、可降解、来源广泛等优势。全球淀粉年产量已突破9700万吨，其中玉米淀粉占比达75%，为大规模生产包装材料奠定基础。当前市场虽存在多种淀粉基包装材料，但普遍存在吸湿性强、机械强度不足、气体阻隔性能差等缺陷，制约其工业化应用。2. 淀粉基薄膜的结构与形成机制淀粉分子由

  来源：Carbohydrate Polymer Technologies and Applications

  时间：2025-12-19

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