APP推广合作
联系“鸟哥笔记小乔”
《科学》(20250807出版)一周论文导读—新闻—科学网
2025-08-26 05:28:22
作者:未玖 来源:科学网微信公众号 发布时间:2025/8/10 21:08:41 选择字号:小 中 大
《科学》(20250807出版)一周论文导读

 

编译|未玖

Science,科学 7 AUG 2025, VOL 389, ISSUE 6760

《科学》,2025年8月7日,出版第389卷,周论6760期

  ?文导闻科


物理学Physics


Single-photon detection enabled by negative differential conductivity in moiré superlattices

莫尔超晶格中利用负微分电导率实现单光子探测

▲ 作者:KRYSTIAN NOWAKOWSKI, HITESH AGARWAL, SERGEY SLIZOVSKIY, ROBIN SMEYERS, XUEQIAO WANG, ZHIREN ZHENG, ET AL.

▲ 链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu5329

▲ 摘要:

单个光量子探测对于量子信息、空间探索、读新先进机器视觉和基础科学至关重要。学网

在这项工作中,科学研究组介绍了一种利用莫尔材料中高光敏非平衡电子相的出版单光子探测机制。利用双层石墨烯/六方氮化硼超晶格中的周论可调谐带,他们设计了负微分电导和能够探测单光子的文导闻科灵敏双稳态。在这种状态下,读新研究组展示了在中红外(11.3微米)和可见波长(675纳米)以及温度高达25开尔文下的学网单光子计数。

该探测器为宽带高温量子技术提供了前景,科学与互补的出版金属氧化物半导体兼容,可无缝集成到光子集成电路中。周论分析结果表明,潜在的机制源于超晶格诱导的负微分速度。

▲ Abstract:

Detecting individual light quanta is essential for quantum information, space exploration, advanced machine vision, and fundamental science. In this work, we introduce a single-photon detection mechanism using highly photosensitive nonequilibrium electron phases in moiré materials. Using tunable bands in bilayer graphene/hexagonal boron nitride superlattices, we engineer negative differential conductance and a sensitive bistable state capable of detecting single photons. Operating in this regime, we demonstrate single-photon counting at mid-infrared (11.3 micrometers) and visible wavelengths (675 nanometers) and temperatures up to 25 kelvin. This detector offers prospects for broadband, high-temperature quantum technologies with complementary metal-oxide semiconductor compatibility and seamless integration into photonic-integrated circuits. Our analysis suggests that the underlying mechanism originates from superlattice-induced negative differential velocity.


Imaging collective quantum fluctuations of the structure of a complex molecule

复杂分子结构的集体量子涨落成像

▲ 作者:BENO?T RICHARD, REBECCA BOLL, SOURAV BANERJEE, JULIA M. SCH?FER, ZOLTAN JUREK, GREGOR KASTIRKE, ET AL.

▲ 链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu2637

▲ 摘要:

由于海森堡测不准原理,分子的结构即使在基态也会围绕其平均几何构型涨落。通过实验观察这种基本的量子效应(特别是揭示结构量子涨落的集体性质),对于复杂分子而言仍是一个尚未解决的挑战。

在这项工作中,研究组通过X射线自由电子激光诱导11原子分子的库仑爆炸实现了这一目标。研究表明,结构涨落表现在通过同步检测单个分子原子碎片获得的离子动量的相关变化中。

尽管研究组的测量只覆盖了整个33维动量空间的一小部分,但该分析方案实现了探测这些变化,从而建立了一种使用库仑爆炸获取高维结构动力学信息的通用方法。

▲ Abstract:

Because of the Heisenberg uncertainty principle, the structure of a molecule fluctuates about its mean geometry, even in the ground state. Observing this fundamental quantum effect experimentally—particularly, revealing the collective nature of the structural quantum fluctuations—remains an unmet challenge for complex molecules. In this work, we achieved this for an 11-atom molecule by inducing its Coulomb explosion with an x-ray free-electron laser. We show that the structural fluctuations manifest themselves in correlated variations of ion momenta obtained through coincident detection of the atomic fragments from individual molecules. Our analysis scheme allows extracting these variations, despite our measurements covering only a fraction of the full 33-dimensional momentum space, thereby establishing a general approach for extracting information on high-dimensional structural dynamics using Coulomb explosion.


材料科学Materials Science


Strain-coupled, crystalline polymer-inorganic interfaces for efficient magnetoelectric sensing

应变耦合结晶聚合物-无机界面助力高效磁电传感

▲ 作者:BINBIN HE, YUANYUAN HE, WENHUI WANG, YINGZHI SUN, SHENGWEN KONG, JIN HUANG, ET AL.

▲ 链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt2741

▲ 摘要:

磁电传感有望用于柔性传感器,以最小的功耗提供对电场和磁场的精确检测。然而,其实际应用受限于磁电效应较弱和整体性能有限,特别是在机械应变下。

研究组通过界面共结晶策略制备了稳健的磁电聚合物—无机纳米复合材料。通过利用二硒化钒(VSe2)单层上的重氮化学,他们在铁磁性VSe2和铁电聚偏氟乙烯(PVDF)纳米晶体之间创建了一个亚分子平面界面。这种高度结晶的界面几乎没有可移动聚合物链,从而限制了能量耗散并增强了界面能量传递。

该可扩展复合薄膜具有优异的磁电性能,磁电容系数为23.6%。这些薄膜实现了超快磁电检测,与传统传感器相比,速度提高了近10倍,有望实现多功能材料(如热电制冷器)集成到可穿戴设备。

▲ Abstract:

Magnetoelectric sensing holds promise for flexible sensors, offering precise detection of both electric and magnetic fields with minimal power consumption. However, its practical use has been constrained by weak magnetoelectric effects and limited overall performance, particularly under mechanical strain. Herein, we fabricated robust magnetoelectric polymer-inorganic nanocomposites through an interfacial cocrystallization strategy. By leveraging diazonium chemistry on vanadium diselenide (VSe2) monolayers, we created a submolecular-flat interface between ferromagnetic VSe2 and ferroelectric poly(vinylidene fluoride) (PVDF) nanocrystals. This highly crystalline interface has few mobile polymer chains and thus limits energy dissipation and enhances interfacial energy transfer. The scalable composite films show exceptional magnetoelectric performance, with a magnetocapacitive coefficient of 23.6%. These films enable ultrafast magnetoelectric detection, approaching a 10-fold increase in speed compared with conventional sensors, and offer opportunities for integrating multifunctional materials such as thermoelectric coolers into wearable devices.


Three-dimensional nucleation and growth of deformation twins in magnesium

镁中变形孪晶的三维形核与长大

▲ 作者:SANGWON LEE, MICHAEL PILIPCHUK, CAN YILDIRIM, DUNCAN GREELEY, QIANYING SHI, TRACY D. BERMAN, ET AL.

▲ 链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv3460

▲ 摘要:

镁合金的重量是铝的三分之二,有望减少交通工具的燃料消耗。这些进步取决于人们优化变形孪晶理想效应的能力,变形孪晶是在机械应力下形成的三维(3D)微观结构域。

此前仅通过表面或薄膜测量来进行表征,研究组使用晶体塑性有限元分析支持的暗场X射线显微镜,在介观视场上对嵌入晶粒内的变形孪晶进行了3D原位表征。结果揭示了三重结在孪晶形核中的作用以及孪晶生长的顺序和不规则性,表明孪晶—晶粒结、孪晶—孪晶结和孪晶界是位错局部积累的位置。

▲ Abstract:

At two-thirds the weight of aluminum, magnesium alloys have the potential to reduce the fuel consumption of transportation vehicles. These advancements depend on our ability to optimize the desirable versus undesirable effects of deformation twins, which are three-dimensional (3D) microstructural domains that form under mechanical stresses. Previously only characterized through surface or thin-film measurements, we present 3D in situ characterization of deformation twinning inside an embedded grain over mesoscopic fields of view using dark-field x-ray microscopy supported by crystal plasticity finite element analysis. The results revealed the role of triple junctions on twin nucleation and the sequence and irregularity of twin growth and showed that twin-grain junctions, twin-twin junctions, and twin boundaries were the sites of localized dislocation accumulation.


生命科学Life Science


The membrane skeleton is constitutively remodeled in neurons by calcium signaling

膜骨架通过钙信号传导在神经元中组成型重塑

▲ 作者:EVAN HELLER HTTPS://ORCID.ORG/0009-0005-4405-7089, NAINA KURUP HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-2160-0622, AND XIAOWEI ZHUANG

▲ 链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn6712

▲ 摘要:

神经元膜骨架采用周期性晶格结构,其中肌动蛋白丝由内收蛋白和原调节性蛋白覆盖,形成环状结构,沿神经突由光谱蛋白四聚体连接。这种膜相关周期性骨架(MPS)对许多神经元功能都很重要。

使用活细胞超分辨率成像,研究组意外发现MPS是动态的,在轴突中进行局部解体和重塑。MPS重塑是由钙信号驱动的,通过蛋白激酶C介导的内收蛋白磷酸化导致肌动蛋白环失稳,并通过钙蛋白酶降解光谱蛋白。

Formin是一种肌动蛋白成核和聚合酶,在MPS重塑和维持中起双重作用。MPS重塑通过神经元活动增强,并在功能上促进内吞作用。该研究结果强调了动态膜骨架结构在神经元功能中的重要性。

▲ Abstract:

The membrane skeleton in neurons adopts a periodic lattice structure in which actin filaments, capped by adducin and tropomodulin, form ring-shaped structures connected by spectrin tetramers along neurites. This membrane-associated periodic skeleton (MPS) is important for many neuronal functions. Using live-cell super-resolution imaging, we found that the MPS is surprisingly dynamic, undergoing local disassembly and reformation constitutively in axons. MPS remodeling is driven by calcium signaling, leading to actin-ring destabilization through protein kinase C–mediated adducin phosphorylation and to spectrin degradation by calpain. Formin, an actin-nucleating and -polymerizing enzyme, plays a dual role in MPS remodeling and maintenance. MPS remodeling is enhanced by neuronal activity and functionally facilitates endocytosis. Our results highlight the importance of a dynamic membrane skeletal structure in neuronal function.


Immune system influence on physiology

免疫系统对生理的影响

▲ 作者:MATTHIAS NAHRENDORF, FLORENT GINHOUX AND FILIP K. SWIRSKI

▲ 链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx4380

▲ 摘要:

免疫系统的核心功能是通过保护机体免受危险的外部和内部压力源的影响来维持体内平衡。免疫的操作工具箱包含多种过程,如吞噬、抗原识别、细胞杀伤以及细胞因子和抗体的分泌。

尽管免疫细胞之间相互作用,但它们也通常与其他器官系统相关的细胞交流,包括神经、循环、代谢、肌肉骨骼、内分泌和造血。这种丰富的交叉对话表明免疫力超越了防御和体内平衡:它是一个参与生命所需的许多生理过程的网络。白细胞通过进入循环系统并栖息在每个组织中,感知、解释和调节生物过程。

在这篇综述中,研究组重点介绍了最近的研究,这些研究说明了免疫系统调节生理的双向和共生关系。

▲ Abstract:

The immune system’s central function is to maintain homeostasis by guarding the organism against dangerous external and internal stressors. Immunity’s operational toolbox contains diverse processes, such as phagocytosis, antigen recognition, cell killing, and secretion of cytokines and antibodies. Although immune cells interact with each other, they also communicate with cells typically associated with other organ systems, including the nervous, circulatory, metabolic, musculoskeletal, endocrine, and hematopoietic. This abundant cross-talk shows that immunity transcends defense and homeostasis: It is a network that participates in many physiological processes necessary for life. By accessing the circulation and inhabiting every tissue, leukocytes sense, interpret, and regulate biological processes. In this Review, we highlight recent studies that illustrate the often bidirectional and symbiotic relationships through which the immune system regulates physiology.

 特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
综合
分享到朋友圈
收藏
收藏
评分
评论

综合评分:

我的评分

参与评论(0)

社区交流公约

暂无评论,快来抢沙发吧~
登录后参与评论
发布评论
用户社区交流公约

Xinstall 15天会员特权
Xinstall是专业的数据分析服务商,帮企业追踪渠道安装来源、裂变拉新统计、广告流量指导等,广泛应用于广告效果统计、APP地推与CPS/CPA归属统计等方面。
20羽毛
立即兑换
超级nice便签砖
超级超级超级奈斯!
1000羽毛
立即兑换
【新品】办公/外出两用静音充电小电扇
办公桌必备小电扇!
2000羽毛
立即兑换
综合
发表文章85976
确认要消耗 羽毛购买
一个模型两个漏斗做好拉新活动吗?
考虑一下
很遗憾,羽毛不足
我知道了

我们致力于提供一个高质量内容的交流平台。为落实国家互联网信息办公室“依法管网、依法办网、依法上网”的要求,为完善跟帖评论自律管理,为了保护用户创造的内容、维护开放、真实、专业的平台氛围,我们团队将依据本公约中的条款对注册用户和发布在本平台的内容进行管理。平台鼓励用户创作、发布优质内容,同时也将采取必要措施管理违法、侵权或有其他不良影响的网络信息。


一、根据《网络信息内容生态治理规定》《中华人民共和国未成年人保护法》等法律法规,对以下违法、不良信息或存在危害的行为进行处理。
1. 违反法律法规的信息,主要表现为:
    1)反对宪法所确定的基本原则;
    2)危害国家安全,泄露国家秘密,颠覆国家政权,破坏国家统一,损害国家荣誉和利益;
    3)侮辱、滥用英烈形象,歪曲、丑化、亵渎、否定英雄烈士事迹和精神,以侮辱、诽谤或者其他方式侵害英雄烈士的姓名、肖像、名誉、荣誉;
    4)宣扬恐怖主义、极端主义或者煽动实施恐怖活动、极端主义活动;
    5)煽动民族仇恨、民族歧视,破坏民族团结;
    6)破坏国家宗教政策,宣扬邪教和封建迷信;
    7)散布谣言,扰乱社会秩序,破坏社会稳定;
    8)宣扬淫秽、色情、赌博、暴力、凶杀、恐怖或者教唆犯罪;
    9)煽动非法集会、结社、游行、示威、聚众扰乱社会秩序;
    10)侮辱或者诽谤他人,侵害他人名誉、隐私和其他合法权益;
    11)通过网络以文字、图片、音视频等形式,对未成年人实施侮辱、诽谤、威胁或者恶意损害未成年人形象进行网络欺凌的;
    12)危害未成年人身心健康的;
    13)含有法律、行政法规禁止的其他内容;


2. 不友善:不尊重用户及其所贡献内容的信息或行为。主要表现为:
    1)轻蔑:贬低、轻视他人及其劳动成果;
    2)诽谤:捏造、散布虚假事实,损害他人名誉;
    3)嘲讽:以比喻、夸张、侮辱性的手法对他人或其行为进行揭露或描述,以此来激怒他人;
    4)挑衅:以不友好的方式激怒他人,意图使对方对自己的言论作出回应,蓄意制造事端;
    5)羞辱:贬低他人的能力、行为、生理或身份特征,让对方难堪;
    6)谩骂:以不文明的语言对他人进行负面评价;
    7)歧视:煽动人群歧视、地域歧视等,针对他人的民族、种族、宗教、性取向、性别、年龄、地域、生理特征等身份或者归类的攻击;
    8)威胁:许诺以不良的后果来迫使他人服从自己的意志;


3. 发布垃圾广告信息:以推广曝光为目的,发布影响用户体验、扰乱本网站秩序的内容,或进行相关行为。主要表现为:
    1)多次发布包含售卖产品、提供服务、宣传推广内容的垃圾广告。包括但不限于以下几种形式:
    2)单个帐号多次发布包含垃圾广告的内容;
    3)多个广告帐号互相配合发布、传播包含垃圾广告的内容;
    4)多次发布包含欺骗性外链的内容,如未注明的淘宝客链接、跳转网站等,诱骗用户点击链接
    5)发布大量包含推广链接、产品、品牌等内容获取搜索引擎中的不正当曝光;
    6)购买或出售帐号之间虚假地互动,发布干扰网站秩序的推广内容及相关交易。
    7)发布包含欺骗性的恶意营销内容,如通过伪造经历、冒充他人等方式进行恶意营销;
    8)使用特殊符号、图片等方式规避垃圾广告内容审核的广告内容。


4. 色情低俗信息,主要表现为:
    1)包含自己或他人性经验的细节描述或露骨的感受描述;
    2)涉及色情段子、两性笑话的低俗内容;
    3)配图、头图中包含庸俗或挑逗性图片的内容;
    4)带有性暗示、性挑逗等易使人产生性联想;
    5)展现血腥、惊悚、残忍等致人身心不适;
    6)炒作绯闻、丑闻、劣迹等;
    7)宣扬低俗、庸俗、媚俗内容。


5. 不实信息,主要表现为:
    1)可能存在事实性错误或者造谣等内容;
    2)存在事实夸大、伪造虚假经历等误导他人的内容;
    3)伪造身份、冒充他人,通过头像、用户名等个人信息暗示自己具有特定身份,或与特定机构或个人存在关联。


6. 传播封建迷信,主要表现为:
    1)找人算命、测字、占卜、解梦、化解厄运、使用迷信方式治病;
    2)求推荐算命看相大师;
    3)针对具体风水等问题进行求助或咨询;
    4)问自己或他人的八字、六爻、星盘、手相、面相、五行缺失,包括通过占卜方法问婚姻、前程、运势,东西宠物丢了能不能找回、取名改名等;


7. 文章标题党,主要表现为:
    1)以各种夸张、猎奇、不合常理的表现手法等行为来诱导用户;
    2)内容与标题之间存在严重不实或者原意扭曲;
    3)使用夸张标题,内容与标题严重不符的。


8.「饭圈」乱象行为,主要表现为:
    1)诱导未成年人应援集资、高额消费、投票打榜
    2)粉丝互撕谩骂、拉踩引战、造谣攻击、人肉搜索、侵犯隐私
    3)鼓动「饭圈」粉丝攀比炫富、奢靡享乐等行为
    4)以号召粉丝、雇用网络水军、「养号」形式刷量控评等行为
    5)通过「蹭热点」、制造话题等形式干扰舆论,影响传播秩序


9. 其他危害行为或内容,主要表现为:
    1)可能引发未成年人模仿不安全行为和违反社会公德行为、诱导未成年人不良嗜好影响未成年人身心健康的;
    2)不当评述自然灾害、重大事故等灾难的;
    3)美化、粉饰侵略战争行为的;
    4)法律、行政法规禁止,或可能对网络生态造成不良影响的其他内容。


二、违规处罚
本网站通过主动发现和接受用户举报两种方式收集违规行为信息。所有有意的降低内容质量、伤害平台氛围及欺凌未成年人或危害未成年人身心健康的行为都是不能容忍的。
当一个用户发布违规内容时,本网站将依据相关用户违规情节严重程度,对帐号进行禁言 1 天、7 天、15 天直至永久禁言或封停账号的处罚。当涉及欺凌未成年人、危害未成年人身心健康、通过作弊手段注册、使用帐号,或者滥用多个帐号发布违规内容时,本网站将加重处罚。


三、申诉
随着平台管理经验的不断丰富,本网站出于维护本网站氛围和秩序的目的,将不断完善本公约。
如果本网站用户对本网站基于本公约规定做出的处理有异议,可以通过「建议反馈」功能向本网站进行反馈。
(规则的最终解释权归属本网站所有)

我知道了
恭喜你~答对了
+5羽毛
下一次认真读哦
成功推荐给其他人
+ 10羽毛
评论成功且进入审核!审核通过后,您将获得10羽毛的奖励。分享本文章给好友阅读最高再得15羽毛~
(羽毛可至 "羽毛精选" 兑换礼品)
好友微信扫一扫
复制链接