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(shì), 成為構(gòu)建未來(lái)氫電社會(huì)的關(guān)鍵電化學(xué)轉(zhuǎn)換裝置, 在交通運(yùn)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(fù)載量的同時(shí), 大幅提升催化活性, 成為燃料電池領(lǐng)域的重點(diǎn)突破方向. 然而, 在陰極強(qiáng)氧化、高電位的苛刻工況下, 合金催化劑會(huì)發(fā)生復(fù)雜的衰減過(guò)程, 嚴(yán)重制約了燃料電池的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性. 深入揭示這些衰減過(guò)程的微觀機(jī)制, 對(duì)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(dòng)呈現(xiàn)了膜電極中PtCo合金催化劑的衰減機(jī)制和影響: 部分顆粒溶解導(dǎo)致尺寸縮小直至消失; 同時(shí)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(xué)反應(yīng)還會(huì)破壞質(zhì)子膜“長(zhǎng)城”般分隔陰陽(yáng)極的功能, 最終導(dǎo)致電池性能衰退. 詳見(jiàn)郝明晟等人文(p289).

悅讀科學(xué)

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(diǎn)述評(píng)

程海

單細(xì)胞分析與空間組學(xué)專(zhuān)題

特邀編輯:朱志

進(jìn)展

基于質(zhì)譜分析的單細(xì)胞代謝組學(xué)研究進(jìn)展

夏丹丹, 江德臣

細(xì)胞異質(zhì)性是組成生物系統(tǒng)多樣性和復(fù)雜性的關(guān)鍵因素. 基于質(zhì)譜的單細(xì)胞代謝組學(xué)分析迅速發(fā)展, 成為探索細(xì)胞異質(zhì)性的有力工具. 本文聚焦于質(zhì)譜成像和毛細(xì)管原位取樣直接電噴霧質(zhì)譜兩種技術(shù)近年來(lái)在單細(xì)胞代謝組學(xué)中的進(jìn)展及應(yīng)用, 并對(duì)尚存的挑戰(zhàn)進(jìn)行探討.

評(píng)述

微流控芯片單細(xì)胞分泌分析技術(shù)研究進(jìn)展

陳映汶, 陸瑤

細(xì)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(duì)于揭示生命系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制和推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展具有重要意義. 本文介紹了近年來(lái)基于微流控芯片的代表性單細(xì)胞分泌分析技術(shù), 綜述其最新研究進(jìn)展及在基礎(chǔ)生物學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用, 并展望了發(fā)展趨勢(shì).

空間多組學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展

張聞一, 黃星燁, 何立勇, 趙祥偉

本文從空間單組學(xué)出發(fā), 梳理了基于熒光顯微成像、質(zhì)譜成像、質(zhì)譜和測(cè)序技術(shù)的重要的空間單組學(xué)技術(shù), 并總結(jié)了五類(lèi)重要的空間多組學(xué)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(xué)技術(shù)在腫瘤學(xué)、腦與神經(jīng)科學(xué)、生殖發(fā)育及衰老變化過(guò)程中的應(yīng)用并展望了空間多組學(xué)未來(lái)的發(fā)展方向.

基于滾環(huán)擴(kuò)增的原位測(cè)序空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展

劉艷秀, 葉培瑩, 陳詩(shī)婕, 陳嘉馭, 林辰, 柯榮秦

本文聚焦基于滾環(huán)擴(kuò)增的原位測(cè)序空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展, 詳細(xì)比較了探針設(shè)計(jì)、滾環(huán)擴(kuò)增、測(cè)序化學(xué)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(dú)特優(yōu)勢(shì)與特征, 分析了現(xiàn)有技術(shù)的局限性及潛在改進(jìn)方向, 并闡述了其在生物醫(yī)學(xué)研究中的廣闊應(yīng)用前景.

論文

基于富含硼酸金屬有機(jī)框架的痕量樣本蛋白組學(xué)前處理技術(shù)

張爽, 丁顯廷

非靶蛋白質(zhì)組學(xué)在珍貴痕量樣本中的應(yīng)用常受限于繁瑣的預(yù)處理步驟. 本文設(shè)計(jì)了一類(lèi)富含硼酸鑭系金屬有機(jī)框架, 用于捕獲痕量生物樣品中的蛋白質(zhì). 基于此, 開(kāi)發(fā)了一種MOF輔助的樣本前處理流程, 以減少樣本損失, 實(shí)現(xiàn)痕量樣本中的深度蛋白組學(xué)分析.

自然科學(xué)基金項(xiàng)目進(jìn)展專(zhuān)欄

進(jìn)展

鈣鈦礦太陽(yáng)電池中錨定組裝型空穴傳輸材料研究進(jìn)展

章樂(lè)源, 李依蓉, 蔡虹, 占禮慶, 吳永真

本文從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的終端基團(tuán)、間隔基團(tuán)及錨定基團(tuán)出發(fā), 系統(tǒng)評(píng)述了錨定自組裝空穴傳輸材料在倒置鈣鈦礦太陽(yáng)電池中的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系、研究進(jìn)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(jì)提供參考.

評(píng)述

磁性拓?fù)浣^緣體MnBi2nTe3n+1研究綜述

楊詩(shī)祺, 葉堉

范德華磁性拓?fù)浣^緣體MnBi2Te4(Bi2Te3)n家族具備本征磁性與拓?fù)湫? 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(tái). 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(yùn)行為, 以及晶格缺陷和外場(chǎng)等對(duì)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(jìn)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(jìn)展, 以坐標(biāo)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(jī)理為主, 從基本概念、工作原理以及性能優(yōu)勢(shì)等方面對(duì)彈性波超材料隱身性能進(jìn)行介紹, 并對(duì)其應(yīng)用前景和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了探討.

黨政, 王亞玲

本文系統(tǒng)綜述了國(guó)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(diǎn)及其面臨挑戰(zhàn), 深入分析了該技術(shù)在細(xì)胞成像中的應(yīng)用進(jìn)展. 同時(shí), 對(duì)關(guān)聯(lián)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行展望, 旨在為基于X射線成像的細(xì)胞生物學(xué)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(jìn)展

趙夢(mèng), 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(wèn)題: 其存在形式、溶劑化結(jié)構(gòu)與液固反應(yīng)機(jī)制, 以指導(dǎo)高比能、快充放、長(zhǎng)循環(huán)及全生命周期安全的鋰硫電池的構(gòu)筑.

化學(xué)發(fā)光技術(shù)在活性氧檢測(cè)中的研究進(jìn)展

代鴻宇, 孫紅紅, 管偉江, 呂超

本綜述聚焦化學(xué)反應(yīng)驅(qū)動(dòng)的發(fā)光技術(shù)在活性氧檢測(cè)中的最新研究進(jìn)展, 著重介紹化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光與電化學(xué)發(fā)光體系的構(gòu)建與功能優(yōu)化, 分析當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn), 并展望其在智能化、多模態(tài)檢測(cè)及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用前景.

雙清論壇專(zhuān)欄

觀點(diǎn)

科技助力我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

李婉君, 張錦威, 袁小帥, 張小菲, 肖宇, 蔡睿, 劉中民

在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下, 我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)迎來(lái)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(jī)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(qiáng)化新技術(shù)示范應(yīng)用、推動(dòng)智能化升級(jí), 為產(chǎn)業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展提供新思路.

評(píng)述

界面光熱綠色蒸汽驅(qū)動(dòng)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(fù)和醫(yī)療滅菌等領(lǐng)域的最新進(jìn)展. 通過(guò)材料設(shè)計(jì)、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(shì), 為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)與綠色低碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提供了重要支撐.

評(píng)述

生命科學(xué)

吳鎖偉, 鄒欣欣, 劉小娟, 侯全璨, 安學(xué)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(duì)雄性發(fā)育理論創(chuàng)新及作物雜種優(yōu)勢(shì)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(jìn)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(jī)理與育種應(yīng)用

祝蕾, 韓佳琪, 龍艷, 安學(xué)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(lèi)主要的食物來(lái)源——種子與果實(shí)的形成. 被子植物雌雄互作的分子機(jī)理及其育種應(yīng)用, 對(duì)于保障全球糧食安全、推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值.

醫(yī)學(xué)科學(xué)

非小細(xì)胞肺癌Wnt/β-catenin信號(hào)通路相關(guān)ncRNAs: 多維機(jī)制解析與診療轉(zhuǎn)化研究

鐘楊, 賴(lài)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(lèi)型ncRNAs在Wnt/β-catenin通路配體分泌、受體激活、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(dòng)NSCLC發(fā)生發(fā)展的多維調(diào)控機(jī)制, 并探討了ncRNAs作為NSCLC生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)的診療轉(zhuǎn)化前景與挑戰(zhàn), 為NSCLC精準(zhǔn)診療提供新視角和理論依據(jù).

地球與環(huán)境科學(xué)

微生物驅(qū)動(dòng)的生源要素循環(huán): 生物地球化學(xué)過(guò)程及其生態(tài)響應(yīng)

韓平, 劉叢強(qiáng)

微生物是驅(qū)動(dòng)地球碳、氮、磷、硫等生源要素循環(huán)的“看不見(jiàn)的引擎”. 本文系統(tǒng)闡述了微生物如何通過(guò)其多樣的代謝網(wǎng)絡(luò), 主導(dǎo)元素的形態(tài)轉(zhuǎn)化與全球通量, 并揭示其在應(yīng)對(duì)氣候變化、維系生態(tài)系統(tǒng)功能中的核心作用. 文章進(jìn)一步探討了微生物群落對(duì)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(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的廣闊前景.

論文

醫(yī)學(xué)科學(xué)

馮育祺, 楊之雨, 柯居中, 金怡, 方樂(lè)天, 劉文斌, 曹廣文

慢性炎癥是癌癥發(fā)生的重要驅(qū)動(dòng)因素. 一項(xiàng)基于中國(guó)52萬(wàn)人雙隊(duì)列的研究發(fā)現(xiàn), 運(yùn)動(dòng)可顯著降低C反應(yīng)蛋白水平,進(jìn)而有效降低癌癥發(fā)生與死亡風(fēng)險(xiǎn), 揭示了“運(yùn)動(dòng)-抗炎-防癌”的潛在通路, 為運(yùn)動(dòng)防癌提供了扎實(shí)的中國(guó)人群證據(jù), 對(duì)公共健康策略制定具有重要價(jià)值.

阿爾茨海默病中性別特異性的蛋白質(zhì)表達(dá)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(biāo)簽蛋白質(zhì)組學(xué), 比較了陰性對(duì)照與阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)捐獻(xiàn)者內(nèi)嗅皮層的蛋白表達(dá). 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(jī)制.

材料科學(xué)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(shí)

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(guò)程, 揭示了電勢(shì)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(duì)催化劑顆粒衰減行為的影響, 有望為未來(lái)合金催化劑的設(shè)計(jì)提供一些參考.

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