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神奇的“建筑材料”助力損傷脊髓煥發生機

脊髓損傷是當今醫學界的一大難題，常導致節段性脊髓組織損毀，阻斷神經通路，引發嚴重的運動和感覺障礙，致殘率高且治療困難。隨著科技進步，組織工程領域的創新為脊髓修復帶來新的曙光。基于干細胞誘導生成的神經類組織，因其具備突觸傳遞功能，被視為替換受損脊髓組織、重建神經通路的潛在解決方案。

中山大學曾園山團隊聯合廣東省人民醫院李戈團隊深入探索，發現跨膜蛋白LINGO-1可能是引起細胞死亡和抑制突觸形成的關鍵靶點。

研究團隊借助CRISPR-Cas9技術培育出一種新型的神經類組織——LINGO-1缺失型神經類組織。這種組織不僅保留了神經組織的多樣性和神經元的功能活性，還展現出了強大的抗凋亡能力，為脊髓損傷修復提供了更為可靠的“建筑材料”，他們的這個發現在動物實驗中獲得驗證。

更為重要的是，通過PRV跨多突觸逆行神經通路示蹤技術，研究團隊揭示了這種新穎的神經類組織在脊髓損傷修復中的獨特作用——作為神經元中繼器，將腦源性信息有效中繼至損傷/移植處尾側端的脊髓固有神經元，為重建完整的神經通路、恢復神經功能提供了有力支持。這一發現不僅深化了我們對脊髓損傷機制的理解，更為脊髓損傷修復的治療策略開辟了新的方向。

通信“赫茲”起飛，實現8K無壓縮高清直播

太赫茲通信具有高帶寬、大容量、超短波長、高安全性、低能量輻射等優勢。作為未來6G移動通信系統的核心組成部分，太赫茲通信將在推動無線通信技術發展方面發揮重要作用，但目前仍面臨技術、材料、器件、傳輸等方面問題。對此，該領域科學家持續加大研發力度，突破關鍵技術難題，努力推動太赫茲通信技術的商業化應用和產業化發展。

電子科技大學太赫茲通信科研團隊在關鍵技術攻關的基礎上，研制出自主可控的太赫茲高速實時通信系統，并將其運用于成都第31屆世界大學生夏季運動會田徑賽場，首次實現體育賽事無壓縮8K超高清視頻的實時無線傳輸，跨出太赫茲通信技術從實驗室到實際應用場景的重要一步。該系統可實現1.26公里距離84"Gbps傳輸速率，達到國際前沿水平。

具體看，該系統在三個方面取得了重要進展：高速信號處理方面，他們設計低峰均比的16QAM-OFDM信號格式，提出低開銷的同步、編譯碼和射頻非理想性校正方法，研制出低復雜度的高速基帶電路；射頻器件研制方面，建立了高精度的太赫茲射頻電路模型，提升太赫茲倍混頻器件的功率容量和噪聲性能，研制出高性能的太赫茲射頻前端；系統設計開發方面，采用頻分復用、IQ采樣和并行處理架構，降低對AD/DA和FPGA等器件性能的技術要求，支持超高清視頻業務的實時傳輸。

向硅藻“取經”創新工藝，多孔陶瓷材料制作過程化繁為簡

近日，香港科技大學工學院團隊研發出一種新型工藝技術，能突破3D打印技術的局限，簡化復雜三維多孔陶瓷材料的制造過程。該技術采用“表面張力輔助兩步法”（STATS），即通過積層制造技術構建有機骨架，再注入前驅體溶液，實現多孔陶瓷的制造。該方法利用表面張力控制液體幾何形狀，確保了高精度制造。

研究團隊深入探索了骨架幾何參數對三維流體界面的影響，成功制備出多種復雜結構的多孔陶瓷。新工藝不僅適用于結構陶瓷如剛玉，還能制造功能陶瓷如二氧化鈦等，展示了廣泛的應用潛力。為驗證其優越性，團隊測試了多孔壓電陶瓷的壓電性能，結果顯示新工藝顯著減少了陶瓷中的微孔，提高了局部致密性，即使在高孔隙率下仍能保持較高的壓電常數。

該研究的靈感源自硅藻。單細胞硅藻擁有獨特的硅酸鹽外殼，其高度精確的構造在基因編程驅動的生物礦化作用下展現出多樣化的形態、結構、幾何構造、孔隙分布和組裝方式。新工藝克服了傳統制造方法的限制，推動了可編程復雜陶瓷的制作，具有廣闊應用前景，如過濾器、傳感器、機器人、電池電極、殺菌設備等領域。此外，流體界面工程在固體材料加工中的創新應用，也為界面工程與智能制造的結合開辟了新方向，有望促進先進結構設計和智能材料的協同發展。

相當于地球磁場80多萬倍，我國刷新水冷磁體世界紀錄

近日，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心自主研制的水冷磁體產生了42.02萬高斯（即42.02特斯拉）的穩態磁場，打破了2017年由美國國家強磁場實驗室水冷磁體產生的41.4萬高斯的世界紀錄，成為國際強磁場水冷磁體技術發展新的里程碑。這是穩態強磁場實驗裝置繼2022年混合磁體成功創造45.22萬高斯的世界穩態磁場紀錄之后，取得的又一項重大技術突破。

穩態強磁場磁體分為三種類型，即水冷磁體、超導磁體以及由水冷磁體和超導磁體組合的混合磁體。水冷磁體是科學家們最早使用的磁體類型，擁有磁場調控靈活快捷，能夠產生更高磁場強度的優勢，為物質科學研究提供了可靠和高效的實驗條件。

強磁場科學中心學術主任匡光力研究員將穩態強磁場技術的發展形象地比作乒乓球賽場上的競技，“水冷磁體、超導磁體都是‘單打高手’，混合磁體是‘混雙組合’，2022年我們曾以綜合優勢問鼎混雙冠軍，今天我們在這一領域又有了新的突破，拿下了一項‘單打冠軍’。”

為鈣鈦礦材料量身打造“隱形防曬衣”，電池能效顯著提升

鈣鈦礦薄膜制備過程中殘余應力與缺陷導致紫外線易降解鈣鈦礦材料，降低鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩定性，限制了鈣鈦礦光伏的產業應用。

中國科學院化學研究所綠色印刷院重點實驗室宋延林課題組利用具有紫外異構功能的分子作為鈣鈦礦的“防曬霜”，并引入鈣鈦礦太陽能電池活性層。這可以保護鈣鈦礦太陽能電池免受紫外線損傷降解，并能在紫外光照射下通過分子間構型轉變鈍化缺陷。該團隊在此基礎上提出了分子互變異構持續紫外防護的策略，制備出具有可持續紫外線光穩定的鈣鈦礦模組。

該課題組還提出了用于提高鈣鈦礦太陽能電池效率和光穩定性的分子誘導應變調節和界面鈍化策略。研究利用6-溴香豆素-3-羧酸乙酯（BAEE）的環加成反應消耗紫外光，從而抑制薄膜的殘余拉伸應力。同時，BAEE可以與氧化鎳形成鍵合促進鈣鈦礦的生長和界面缺陷的鈍化，獲得26.08%的認證效率、1.201V的開路電壓。這降低了開路電壓損失，提升了器件的長期穩定性，為提高鈣鈦礦光電轉換器件的效率與穩定性提供了新策略。

對AI“換臉”開展“數字偵查”

AI換臉是通過人工智能將一個人的面部特征“移植”到另一個人的面部上，生成逼真的視頻或圖像。隨著技術的成熟與普及，AI換臉已廣泛應用于影視制作等領域，但也引發了一系列問題。不法分子利用該技術進行詐騙、誹謗，挑戰社會安全和個人隱私。“換臉”"軟件依賴一項AI技術——深度偽造（DeepFake）走入人們視野，也給監管帶來相應挑戰。

廈門大學信息學院紀榮嶸團隊聚焦持續性面部偽造檢測（Continual"Face"Forgery"Detection，CFFD）技術，希望從新的偽造攻擊中學習，而不忘記之前的偽造攻擊。研究團隊使用通用對抗擾動（UAP）來模擬歷史偽造分布，并利用知識蒸餾技術維持不同模型之間真實面部分布的變化。在訓練新的數據的時候，只需要將之前保存的擾動特征和真實數據結合，就可以恢復出之前的偽造歷史分布，共同訓練后可增強模型的抗遺忘性。他們還構建了一個新的CFFD基準，并設計了三種評估協議。實驗表明，HDP方法在這些基準上表現優于現有的最先進方法。除此之外，與傳統需要存儲幾千個樣本的方法相比，新方法每輪只需存儲一張對抗擾動就可以提升17%的抗遺忘率。

使用氣壓微調技術，精準打造高密度單原子催化劑

催化是化學工業的核心之一，深刻影響現代社會與科技的發展。近年來，單原子催化引起了學界和業界的關注。在制造高密度單原子催化劑時，單原子易聚集成團簇，導致制造效率和穩定性偏低。因此，如何抑制團簇的形成是制造高密度單原子催化劑的主要挑戰之一。

近期，中國科學院力學研究所與德國馬克斯—普朗克高分子研究所、浙江大學、江蘇大學、愛沙尼亞塔爾圖大學合作，提出了通過氣壓控制金屬擴散來制造超高密度單原子催化劑的新方法。這一成果為制造高密度單原子催化劑提供了新思路，并為未來挑戰物質科學極限、實現原子級精準制造奠定了基礎。

單原子催化是更精細地控制化學反應的技術。這一技術以單個金屬原子為發生催化的活性位點，提升金屬原子的利用效率和催化反應活性。研究發現，降低氣壓抑制了金屬原子的團簇，使單原子負載量幾乎是在大氣壓下獲得的三倍。研究通過分子動力學和計算流體力學模擬，揭示了氣壓變化調控單金屬原子和團簇形成的機理：通過減小氣壓，增大氣體分子的平均自由程，可降低金屬團簇概率，提高金屬—配體結合概率，促進單金屬原子形成。研究人員通過電催化氧還原反應驗證了該方法的穩定性，并在單個銅原子上實現了烏爾曼型碳氧偶聯反應，拓展了單原子催化的應用場景。

“吹哨”預警，為動物源新發傳染病風險構建多維防護網

近年來偽狂犬、猴痘等病毒從動物向人類外溢引發的新發傳染病甚至全球大流行的頻率正在顯著增加。如何精準預測和預報動物源新發傳染病是關系綠色健康養殖與公共衛生防控的重要科學問題。

復旦大學公共衛生學院粟碩教授團隊與合作者運用前沿交叉研究方法揭示多種哺乳動物宏基因組數據中的病毒基因組組成、生態學特征與跨物種傳播規律，在“同一健康”理念下為構建“人—動物—環境”一體化多維度新發傳染病預測預警體系奠定重要數據基礎。

團隊對來自5個動物目的哺乳動物進行了系統的宏基因組研究，鑒定了125種病毒基因組，其中39種可推定為新的病毒種，豐富了養殖哺乳動物攜帶病毒的種類。通過使用生態學地理分布、進化動力學、公共大數據等多學科交叉方法，團隊遴選出諾如病毒、蓋塔病毒等多種頻繁發生“宿主跳躍”的潛在“風險”病毒，解析其跨物種傳播規律，并從空間聚類、動物類群、種群、組織等多維度揭示了潛在“風險”病毒的生態學與流行病學特征。

研究團隊的跨學科交叉研究方法，為其他新發病原體的風險評估樹立了范例，為構建多維度新發傳染病風險評估體系奠定了基礎。這不僅對公共衛生領域產生深遠影響，同時也為病毒學、生態學等相關領域提供了新的研究視角和方法指引。