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小我私家登录 法人登录 一周前沿科技盘货〔138〕｜新型纳米湿度传感器为心肺康健评估带来革新；宇宙伽马暴中发现神秘2.1 MeV能量发射线

呼吸检测对于康健及运动状况至关主要，但传统传感器敏捷度有限。中国科学院微电子研究所团队开发的纳米森林湿度传感器，以其高敏捷度及联合机械进修的辨认能力，为智能康健监测带来新可能。

近期，科学家使用费米卫星数据于伽马暴GRB 221023A中发现了一条2.1 MeV的发射线，这是继GRB 221009A后第二次于伽马暴中探测到MeV能段的发射线，为理解伽马暴的物理机制和喷流身分提供了新线索。

基在国际科技立异中央收集服务平台科创热榜逐日榜单形成的一周科技影象，咱们推出《一周前沿科技盘货》专栏。今天，为各人带来第138期。

1《Microsystems Nanoengineering》丨新型纳米湿度传感器为心肺康健评估带来革新纳米森林湿度传感器和其运动辨认智能运用

中国科学院微电子研究所研究员黄成军及毛海央团队于纳米森林传感器和其运用研究方面取患上进展。

呼吸是撑持人类生命运动的主要历程。呼吸频率及深度是反映运动强度的要害指标，呼吸模式与心肺功效相干。呼吸检测可以实时相识运动者的身体状况，防止太过运动或者运动不足，另有可以评估运动者的心肺康健状态，为制订个性化运动计划提供依据。可是，传统的湿度传感器受限在其结构及质料，存于敏捷度不高等不足。当前，多种运用在呼吸检测的湿度传感器依赖旌旗灯号频率差异来分辩呼吸状况，这限定了它们辨认更多举动种类的能力。

为解决上述问题，该研究开发出纳米森林湿度传感器，使用纳米森林的年夜外貌积、高孔隙率及超亲水特色，使湿度传感用具备相应呼出气体中微弱湿度变化的能力。同时，器件内置加热电阻/热敏电阻，可为传感器提供适量的事情温度，并可实时监测呼吸气流温度，且经由历程温度赔偿使相应更为正确。进一步，研究基在这一新型湿度传感器，并联合机械进修算法构建出运动辨认智能体系，可以或许实现对于9种差异运动状况的高正确率辨认。

这一事情揭示出纳米森林湿度传感器的运用潜力，为智能可穿着装备及康健监测等技术领域的生长提供了新的技术方案。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41378-024-00863-6

2《Nature Co妹妹unications》丨宇宙伽马暴中发现神秘2.1 MeV能量发射线

GRB 221023A于Fermi-GBM触发后8秒到30秒时间距离内，接纳Band+Gaussian函数拟合获得的νFν能谱图

近期，中国科学院紫金山天文台的研究职员于伽马暴兆电子伏特（MeV）谱线研究领域取患了主要进展。他们使用费米卫星伽马射线暴监测器（Fermi-GBM）的数据，于一次名为GRB 221023A的伽马暴事务中发现了一条能量约为2.1 MeV的发射线。这是继GRB 221009A后第二次于伽马暴能谱中探测到MeV规模内的发射线，为摸索伽马暴的起源及辐射机制提供了新的视角。

伽马暴是宇宙中最为猛烈的伽马射线发作征象之一，只管已经有不少研究结果，但其切当起源和暗地里的物理历程仍有许多未解之谜。伽马暴的前身星是甚么？孕育发生这些伽马射线的详细机制又是甚么？这些问题都亟待解答。而这次发现不仅富厚了咱们对于伽马暴的理解，另有为进一步切磋此中心引擎、喷流结构和其辐射历程等提供了名贵线索。

详细而言，于GRB 221023A的瞬时辐射阶段，研究职员于其能谱中辨认出一条显著性极高的发射线特性，这一特性泛起于Fermi-GBM触发后的8至30秒内，对于应的偶尔几率低在1×10^-7。与初次发现的MeV发射线相比，此次的发射线中央能量险些不随时间变化，但宽度随着时间推移泛起减小趋向，这为研究伽马暴中的谱线形成机制提供了新视角。

此外，凭据不雅测数据推测，该MeV发射线多是由伽马暴喷流中的相对于论性高原子序数类氢离子中引发态电子退激孕育发生的。经由历程假定喷流的半张角θj=0.1rad及红移z=0.1，研究团队估算出伽马暴喷流的洛伦兹因子约莫为280，且喷流中含有约1.2×10^26克的重核物资，其动能约为3×10^49尔格。这一发现注解，伽马暴喷流可能富含年夜量相对于论性的重子物资，它们也许是高能宇宙线的主要来历之一。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-57791-w

3《Nature I妹妹unology》丨肠道微生物调治中性粒细胞朽迈，揭开肿瘤性别差异的秘密

中性粒细胞朽迈调治肿瘤性别二态性模式图

中国科学院上海养分与康健研究所的肖意传及秦骏结合深圳进步前辈技术研究院的刘陈立等研究职员，使用多组学技术联合动物模子，展现了肠道菌群影响下的中性粒细胞朽迈于调控实体肿瘤性别二态性中的要害作用。临床数据注解，非生殖体系肿瘤于男性中的病发率及致死率广泛高在女性，但其暗地里的详细免疫机制还没有明确。

研究团队经由历程单细胞测序技术分析牝牡膀胱癌小鼠模子，发现中性粒细胞于肿瘤中的浸润存于显著性别差异，并判定出一群与春秋相干的朽迈样中性粒细胞亚群（RLSNs）。相较在非朽迈中性粒细胞，RLSNs揭示出更强的免疫按捺能力，特别于雄性小鼠肿瘤微情况中更为富集，致使抗肿瘤免疫反映削弱。TCGA数据分析进一步证明，膀胱癌患者中RLSNs的存于与较差的总生存期相干。特异性去除了RLSNs可消弭牝牡小鼠间肿瘤生长的差异，证实中性粒细胞朽迈对于肿瘤性别差异的影响。

研究另有发现，雌性小鼠肠道中Alistipes shahii这类细菌和其代谢产物鲁拉西酮水平较高，该代谢物能直接靶向RLSNs中的LCN2卵白，促成铁灭亡，从而断根雌性小鼠肿瘤中的RLSNs。相反，雄性小鼠因为缺少A. shahii及鲁拉西酮，RLSNs的铁灭亡被按捺，于肿瘤微情况中堆集并按捺抗肿瘤免疫。此外，雄性体内RLSNs排泄的LCN2卵白另有能进一步按捺对于铁敏感的A. shahii，削减其于体内的含量。

这项研究注解，由肠道菌群调治的中性粒细胞朽迈历程经由历程影响铁灭亡来调治肿瘤性别二态性，为制订针对于男女膀胱癌患者的差异化医治战略提供了理论基础及潜于份子靶标。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41590-025-02126-6

4《Nature》丨旧电池“返老另有童”新技术问世

阴/阳离子活性中央与质料热膨胀性的瓜葛示用意

为了生长下一代高比能锂电池技术，寻觅高比容量、高事情电压正极质料，晋升锂电池能量密度成为学界研究热门。

日前，中国科学院宁波质料技术与工程研究所动力锂电池工程试验室刘兆平研究员、邱报副研究员等人，于下一代锂电池高比容量富锂锰基正极质料研究方面取患了突破性进展。

富锂锰基正极质料因其远超现有磷酸铁锂及三元质料的放电比容量，以和显著的成本上风，被视为下一代锂电池的生长标的目的。然而，其于屡次充放电后泛起的老化征象——电压逐渐降落，限定了贸易运用。老化问题源在氧离子位置变化致使能量未能彻底开释，使患上电池虽看似没电却仍贮存部门能量，影响了利用寿命及效率。

研究职员发现了一种解决要领：经由历程使用富锂锰基正极质料的“负热膨胀”特征，于适量升温前提下可以使质料结构从无序恢复至有序状况，从而消弭外部应力对于质料的影响。基在此，团队设计出了“零热膨胀”的正极质料，该质料于温度变化时险些不发生体积变化，为提高锂电池寿命提供了新思绪。

此外，研究团队另有开发了一种赢多多-让老化的富锂锰基电池“返老另有童”的要领，即于非满充电状况下轮回数次，可以或许修复正极质料的结构毁伤并恢复电池的平均放电电压。这一发现不仅促成了电池领域的基础科学前进，也对于功效质料的设计提供了新的引导原则，具备跨学科意义。联合进步前辈试验技术及人工智能，未来有望实现按需定制质料，推动电动汽车锂电池等技术的生长。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-08765-x

5《JACS》丨研究发现温室气体六氟化硫的有用替换品

中国科学院年夜连化学物理研究所研究员董文锐、杨学明团队，结合贵州平易近族年夜学教授龙波、美国明尼苏达年夜学教授Donald G. Truhlar，于克里奇中间体双份子反映动力学研究中取患上新进展。他们发现全氟异丁腈于年夜气中重要经由历程与克里奇中间体反映路子被消耗，为评估全氟异丁腈作为六氟化硫替换气体提供了科学依据。

六氟化硫因其卓着的绝缘性能广泛运用在电力装备中，但它也是最强效的温室气体之一。寻觅既具有优良绝缘性能又情况友爱的替换物是缓解天气变化的要害。全氟异丁腈是一种无毒化合物，有着优良的绝缘性能及较低的全世界变暖潜能值，是最有可能替换六氟化硫的介质绝缘气体之一。

这项事情中，科研职员对于克里奇中间体与全氟异丁腈的反映举行了体系研究，经由历程丈量反映速度常数随温度的变化，并联合最新的电子结构盘算和双条理动力学理论，发现如果将克里奇中间体反映作为新的断根路子，并将其纳入全世界年夜气模子中，全氟异丁腈的年夜气寿命将从原先预计的56年年夜幅降至2至34.5年。理论模仿与试验丈量结果高度一致，注解使用最新的电子结构盘算及反映动力学理论要领，可以或许正确推测高反映活性物资的反映速度常数，并为理解繁杂反映系统提供了靠得住的理论框架。

该事情进一步确认了全氟异丁腈的低碳特征，证实其是温室气体六氟化硫的有用替换品。

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c01737

6《National Science Review》丨新质料具有初期火灾自动预警及被动防火两重功效

仿珍珠母氧化铝-氰酸酯复合质料的制造及微不雅结构表征

中国科学技术年夜学俞书宏院士团队提出了一种联合原子掺杂设计与仿生结构设计的战略，制备出具备初期火灾自动预警及被动式阻燃两重功效的仿珍珠母氧化铝-氰酸酯复合质料。这类质料模拟了自然珍珠母的高度有序“砖-泥”结构，并引入矿物桥增强机制，以实现高强度与韧性。

经由历程可控固溶反映合成铬原子掺杂的氧化铝微米片作为仿珍珠母结构中的“砖”，这些基元展示了怪异的可逆热致变色特征，同时实现了固溶强化效应。这不仅增强了质料的机械性能，另有付与其于250℃前提下9秒的相应时间，适用在初期火灾预警。此外，高度有序的结构有用拦阻了氧气传导，到达了50%的极限氧指数，提供了优秀的阻燃性能。

研究中接纳了基在机械进修的K-means模子图象辨认技术，确保了仿生复合质料的精准制备。这类质料于连结高弯曲强度及断裂韧性的同时，集成为了初期火灾预警及被动阻燃功效，构建了一个自动-被动协同防护系统。这使患上该质料不仅可以或许承载结构负荷，另有能提供智能防护，尤其适用在智能火灾预警体系领域。

这项事情注解，经由历程将结构设计与功效设计相联合，可以开发出具有自动初期火灾预警及被动阻燃功效的新一代高性能多功效质料。这类要领为繁杂卑劣情况下的智能火灾预警体系的质料设计斥地了新的路径，具备主要的实际意义及运用远景。

原文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf098

关在“科创热榜-前沿科技”

国际科技立异中央收集服务平台（www.ncsti.gov.cn），基在中科院、工程院、医科院、农科院、985高校和新型研发机构等近200家科研院所、单元宣布的研究结果，多源动态提取并按领域维度、期刊级别、立异载体、学者信息、时间梯度等多维度权重，经人工智能盘算分析，形成保举榜单，逐日更新。

202372 一周前沿科技盘货〔138〕｜新型纳米湿度传感器为心肺康健评估带来革新；宇宙伽马暴中发现神秘2.1 MeV能量发射线 3777 科创热榜前沿科技周报 科创热榜前沿科技周报 国际科技立异中央收集服务平台 国际科技立异中央收集服务平台 2025-04-21 ./W020250421601442385193.png-赢多多-