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尼古丁通过诱导肠道菌群失调和屏障功能障碍加剧MASH的作用机制及益生菌干预研究
在全球范围内,代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的患病率正呈现惊人增长,预计到2040年将影响全球约55%的成年人。作为肝癌增长最快的诱因,MASLD的发病机制尚未完全明确,但已知吸烟、不健康饮食、胰岛素抵抗等因素与其密切相关。尽管吸烟作为明确的不良生活习惯已被证实会增加肺癌和结直肠癌风险,但其主要成瘾成分尼古丁如何通过肠道微环境加剧肝病进展,特别是代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)的具体机制,仍是一个亟待阐明的科学问题。以往研究提示,尼古丁可能在肠道中积累,并通过引起肠道菌群紊乱、破坏肠道屏障功能,进而促进全身炎症反应和肝损伤。然而,尼古丁究竟如何调控肠道缺氧诱导因子-1α(HIF
来源:Communications Biology
时间:2025-12-06
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采前光调控通过抗坏血酸和硝酸盐代谢途径提升菠菜品质的机理研究
在追求健康饮食的今天,菠菜因其丰富的营养价值备受青睐。然而,这种绿叶蔬菜在商业化种植中却面临着一个棘手矛盾:为提高产量而采用的室内栽培系统,虽然能精准控制生长环境,但固定不变的光照条件往往导致硝酸盐过度积累,而维生素C等健康成分含量不足。特别是在婴幼儿食品领域,硝酸盐含量超标问题更令人担忧。传统种植方式试图通过整个生长周期调整光照来优化品质,但往往顾此失彼——提高蓝光比例虽能增加抗氧化物质,却抑制叶片生长;增加远红光促进植株伸长,又会导致叶片变薄、生物量降低。如何在采收前这一关键时期,通过精准“光配方”调控,实现品质的飞跃提升,成为植物工厂领域亟待破解的难题。匈牙利农业研究中心的Eva Dar
来源:Journal of Plant Growth Regulation
时间:2025-12-06
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基于真非高斯纠缠的量子层析复杂度:高斯可纠缠态的高效学习与非高斯资源理论
在量子物理与量子信息科学的核心地带,一个长期存在的挑战横亘在研究者面前:如何高效地获取量子系统的完整描述?量子态层析(Quantum State Tomography)作为完成这一任务的关键技术,旨在通过实验测量数据来重构量子态的经典描述。然而,对于包含复杂量子关联的大规模系统,传统层析方法通常需要消耗指数级数量的量子态拷贝,这成为了量子设备认证、基准测试乃至验证量子优势道路上的主要瓶颈。特别是在玻色子这样的连续变量(Continuous-Variable)系统中,其无限维的希尔伯特空间更是为层析任务增添了额外的复杂性。问题的根源在于量子子系统间纠缠等关联的复杂性:高度纠缠的态难以学习,而具有
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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界面调控的金属范德华A型反铁磁隧道结:实现高隧穿磁阻的新机制
在信息技术飞速发展的今天,磁随机存储器(MRAM)因其非易失性、高耐用性和可扩展性等优势,被视为下一代存储技术的理想候选者。其核心元件——磁隧道结(MTJ)——通常由两个铁磁(FM)电极夹着一个非磁(NM)势垒层构成,依靠隧穿磁阻(TMR)效应来读取信息。然而,传统铁磁基MTJ存在难以克服的瓶颈:铁磁材料产生的杂散场会干扰邻近器件,限制了存储密度的进一步提升;同时,铁磁体的磁化翻转动力学相对较慢,制约了器件的工作速度。面对这些挑战,科学界将目光投向了反铁磁(AFM)材料。反铁磁体内部相邻磁矩反平行排列,宏观上净磁矩为零,因此不产生杂散场,非常适合高密度集成。更重要的是,反铁磁体的动力学响应可达
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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全介质薛定谔色彩:实现可见光谱全覆盖的超宽色域结构色
在大自然中,鸟类羽毛的绚丽色彩和蝴蝶翅膀的斑斓图案都源于一种神奇的现象——结构色。这种色彩不依赖于色素,而是通过微观结构与光的相互作用产生。随着纳米技术的发展,人工结构色在防伪、显示等领域展现出巨大潜力。然而,传统结构色技术始终面临两大挑战:色彩纯度不足难以覆盖宽色域,以及缺乏有效的明暗调控手段。理想的结构色应当满足薛定谔提出的三个标准:在目标波段具有接近100%的反射率,在非目标波段反射率为零,且两者之间具有陡峭的过渡。发表在《Nature Communications》的这项研究突破性地实现了这一理想目标。研究团队设计了一种SiO2-Si3N4堆叠超表面,通过精确控制光学模式间的相互作用,
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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光活性元素硫同素异形体在金星类大气中驱动高效氨合成的新途径
金星,这颗距离地球最近的行星,长期以来因其极端的环境条件而被称为"地球的邪恶双胞胎"。其表面温度高达460°C,大气压是地球的92倍,且被浓密的硫酸云层所笼罩。然而,正是在这些看似不宜居的云层中,科学家们发现了一系列令人困惑的化学异常现象,其中最为引人注目的就是氨(NH3)的持续存在。自苏联的Venera 8和美国的Pioneer Venus任务以来,多个探测器都在金星云层中检测到了氨的信号,浓度估计在0.01-0.1%之间。这一发现引发了科学界的广泛讨论,因为在一个以强氧化性为特征的大气环境中,还原性气体氨的持续存在难以用已知的非生物过程来解释。金星大气中活跃的硫化学被认为是理解这些化学异常
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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磁约束聚变新突破:共振磁扰动协同偏滤器脱靶实现高约束等离子体有害爆发与热流控制
实现可控核聚变是人类能源梦想的终极目标之一,而托卡马克装置中的高温等离子体磁约束是实现这一目标的重要途径。然而,当等离子体进入高约束模式(H-mode)时,边缘会周期性爆发一种称为边缘局域模(ELM)的不稳定性,瞬间释放大量能量和粒子,如同“太阳风暴”撞击装置内壁,严重威胁第一壁材料的寿命。与此同时,持续不断的稳态热流也对偏滤器部件造成侵蚀。为保护装置,科学家们发展出两种主要策略:一是通过注入冷却气体或杂质使偏滤器区域“脱靶”,形成辐射层屏蔽热流;二是利用外部线圈产生共振磁扰动(RMP)抑制或减缓ELM。但长期以来,这两种技术因所需等离子体参数矛盾而难以协同——RMP在低密度下有效,而脱靶需高
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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玻璃中拓扑缺陷的几何结构揭示非晶固体塑性变形新机制
当我们观察日常生活中随处可见的玻璃材料时,很少会意识到这些看似均匀的非晶态固体内部隐藏着极其复杂的拓扑结构秘密。与传统晶体材料不同,非晶固体缺乏长程有序性,其微观结构的无序性给理解宏观力学性能带来了巨大挑战。近年来,凝聚态物理研究发现,材料的拓扑特性与其物理性质之间存在深刻联系,这一认识在量子材料研究中已取得突破性进展。然而在玻璃物理领域,尽管人们对振动态密度等光谱特性已有较多研究,但对本征模的拓扑性质及其与材料力学行为的关系仍知之甚少。特别令人困惑的是,当玻璃材料发生塑性变形时,其微观机制与晶体材料存在本质区别。晶体中位错的运动主导塑性变形,而非晶固体中的塑性事件往往表现为局部剪切转变区的协
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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氧功能化碳量子点实现高效酸性过氧化氢电合成新突破
在能源密集型化学品榜单中,过氧化氢(H2O2)始终占据重要地位。然而,传统的蒽醌氧化法和氢气-氧气直接合成法难以兼顾安全性与高浓度产物控制的需求。近年来,基于气体扩散电极(GDE)的电化学合成技术为过氧化氢的按需制备提供了新路径,其中双电子氧还原反应(2e-ORR)是核心步骤。尽管碳基材料在碱性介质中展现出良好潜力,但酸性环境中H2O2的稳定性更高,其工业化应用却受限于催化剂活性不足与活性位点模糊两大瓶颈。现有研究虽提出氧掺杂含量、边缘构型等因素可能影响反应路径,但原子层面的作用机制仍如雾里看花。针对这一挑战,复旦大学姜坤团队与苏州大学程涛、上海大学王亮合作,在《Nature Communic
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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电化学耦合脱羧氢化:温和条件下从废弃脂肪酸可持续合成烷烃燃料新策略
250°C,≥2 MPa H2)且催化剂易被杂质毒化的技术瓶颈。针对这一挑战,北京大学马丁教授团队联合北京工业大学、华中师范大学等机构在《Nature Communications》发表创新研究成果,提出了一种电化学耦合脱羧与氢化集成策略。该工作通过巧妙设计反应体系,在60°C常压条件下成功将脂肪酸转化为长链烷烃,无需外部氢气输入,对复杂原料展现出卓越耐受性。研究人员通过系统优化电极材料、电解质组成和反应参数,发现多孔还原氧化石墨烯(p-rGO)与石墨电极的组合可实现高达88.9%的烷烃收率。机理研究表明脂肪酸链长通过影响α-碳正离子的脱氢能垒和Cβ-Cγ键断裂行为,进而调控产物分布。特别值得
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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氟化亲钠界面实现高倍率低温初始无阳极钠电池
随着全球对可再生能源存储需求的日益增长,钠离子电池(Sodium-Ion Batteries, SIBs)因其钠资源丰富和成本较低等优势,被视为锂离子电池(Lithium-Ion Batteries, LIBs)的有力替代者。然而,传统钠离子电池的能量密度相对有限,这在一定程度上制约了其更广泛的应用。为了突破这一瓶颈,初始无阳极钠电池(Initially Anode-Free Sodium Batteries, AFSBs)应运而生。这种电池设计在初始状态下完全摒弃了负极活性材料(如硬碳),仅依靠在集流体上直接电镀钠金属来储存能量,从而最大限度地提升了电池的能量密度。但这一美好的愿景面临着严峻
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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电子导电粘结剂助力硅负极实现低压运行全固态电池
随着电动汽车和便携式电子设备对高能量密度储能器件的需求日益迫切,硅材料因其高达3580 mAh g−1的理论比容量(对应Li15Si4相)和地壳丰度,被视为下一代锂离子电池负极的理想候选。然而,硅在充放电过程中超过300%的体积变化导致电极结构破碎、电接触丧失及持续界面副反应,严重制约其实际应用。尽管纳米结构设计、电解质工程等策略取得进展,液态电池仍面临电解液耗尽等瓶颈。全固态电池采用固态电解质替代液态电解质,通过冷压工艺构建三维复合电极,但固态电解质自身的电化学不稳定性及充放电过程中的接触失效问题仍待解决。近年来,排除固态电解质的硅负极设计通过锂化诱导的机械烧结形成整体式电极,仅与隔离的固态
来源:Nature Communications
时间:2025-12-06
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空气污染暴露模式、吸烟与遗传风险的交互作用对慢性呼吸系统疾病的影响:一项前瞻性队列研究
呼吸系统健康是人类永恒的关切,慢性呼吸系统疾病(CRDs)如肺癌(LC)、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、哮喘和特发性肺纤维化(IPF)是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因。尽管吸烟被公认为CRDs的首要危险因素,但随着全球控烟努力的推进,吸烟率呈现下降趋势,其他环境因素的影响日益凸显。越来越多的证据表明,室内空气污染(HAP)、二手烟(SHS)、母亲围产期吸烟(MS)以及环境空气污染物(AAP)如细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)等,都与CRDs的发生和发展密切相关。然而,现实世界中的空气污染是多种成分共存的复杂混合物,而以往的大多数研究往往聚焦于单一污染物,
来源:npj Primary Care Respiratory Medicine
时间:2025-12-06
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白色Mn-MOF纳米酶:具有过氧化物酶特异性活性的新型比色试纸条材料克服颜色和O2干扰
在快速检测技术蓬勃发展的今天,比色试纸条因其成本低、便携性好、稳定性高等优势而备受青睐。然而,作为试纸条核心元件的天然酶存在制备复杂、稳定性差、成本高等应用瓶颈。纳米酶(nanomaterials with enzyme-like activity)的出现为这一领域带来了新的希望,这类具有类酶活性的纳米材料兼具高催化活性、易制备、稳定性好等优点。但遗憾的是,现有纳米酶仍面临两大技术难题:一是多数过氧化物酶样(peroxidase-like)纳米酶同时具有氧化酶样(oxidase-like)活性,使得显色底物能被空气中的O2直接氧化,导致检测结果受环境O2浓度波动的影响;二是纳米酶自身常呈现黄色
来源:Communications Chemistry
时间:2025-12-06
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新泽西州低收入多单元建筑温带臭虫kdr抗性突变的长期固定化研究
在当代城市环境中,温带臭虫(Cimex lectularius L.)的重新泛滥已成为困扰害虫防治专业人员的重大难题。这种吸血性昆虫不仅给居民带来严重的经济负担和健康风险,更因其对主流拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性而难以根除。特别在低收入多单元建筑中,臭虫通过主动和被动方式在单元间快速扩散,极易形成整栋建筑的广泛侵染,使得防治工作雪上加霜。臭虫抗性机制主要包括靶位点DNA突变和代谢解毒基因上调两个方面。其中,电压门控钠通道(VGSC)上的击倒抗性(kdr)突变尤为关键。研究表明,V419L(第419位缬氨酸→亮氨酸)、L925I(第925位亮氨酸→异亮氨酸)和I936F(第936位异亮氨酸→苯丙氨
来源:Journal of Pest Science
时间:2025-12-06
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寄生蜂物种组成快速更替下卵寄生对Halyomorpha halys种群影响的持续抑制作用
随着全球化贸易和旅行的日益频繁,入侵性害虫对生态系统的威胁不断加剧。其中,褐蟒蝽(Halyomorpha halys)作为原产于东亚的入侵害虫,自20世纪90年代中期入侵北美和欧洲以来,对多种农作物造成了严重的经济损失。这种害虫的防治面临巨大挑战,而利用其原产地的天敌进行经典生物防治被认为是最有前景的可持续管理策略之一。有趣的是,在科学家们有计划地引入天敌之前,自然界中已经发生了无意引入的自然敌害。在意大利,H. halys的卵寄生蜂Trissolcus mitsukurii(T. mitsukurii)于2016年被发现,而另一种重要的卵寄生蜂Trissolcus japonicus(T.
来源:Journal of Pest Science
时间:2025-12-06
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综述:天然启发的解决方案:用于蚊子管理的化学信息素、植物源和微生物工具
从化学信息素到微生物武器:蚊子控制的可持续策略引言:蚊子控制的紧迫性与挑战蚊子(双翅目:蚊科)是影响公众健康最重要的节肢动物媒介,传播登革热、基孔肯雅热、疟疾、黄热病、西尼罗河病毒、裂谷热、寨卡病毒和日本脑炎等病原体。据《世界疟疾报告2022》估计,2021年全球发生了2.47亿疟疾病例,比2019年的2.32亿有所增加,这凸显了全球范围内控制蚊媒种群的迫切需求。当前,蚊子控制主要依赖有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类等合成杀虫剂。然而,这种策略面临着显著缺陷,包括这些化合物对非靶标生物的潜在毒性,以及蚊子频繁接触这些化学物质后产生的日益严重的抗性。此外,蚊子也显示出对生物防治剂(如昆虫病原
来源:Journal of Pest Science
时间:2025-12-06
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基于稳健薄板样条的离散化函数型回归模型估计与收敛性分析
函数型数据分析作为统计学的一个重要分支,近年来在生物医学、金融、工程等领域获得了广泛应用。然而,实际研究中我们往往无法获得完整的函数轨迹,只能通过离散时间点进行观测。更棘手的是,实际数据常常存在异常值或厚尾分布,传统的最小二乘法在这种情况下会表现出较差的稳定性。如何在这种离散化观测和存在污染的数据环境下,建立具有理论保证的稳健估计方法,成为函数型回归分析中亟待解决的关键问题。近期发表在《Computational Statistics》上的一项研究,由国内统计学者团队完成,针对这一挑战提出了创新的解决方案。研究人员发展了一套基于M-估计和薄板样条惩罚的稳健估计框架,不仅在理论层面建立了估计量的
来源:Computational Statistics & Data Analysis
时间:2025-12-06
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汉语遗忘型轻度认知障碍患者语义启动与预测加工的ERP研究:反义与类别关系的差异模式
随着全球老龄化进程加速,轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment, MCI)的早期识别与干预已成为脑认知科学领域的重要课题。其中,遗忘型轻度认知障碍(amnestic MCI, aMCI)作为阿尔茨海默病的高风险前驱阶段,其典型的语义记忆损伤症状备受关注。然而,一个关键科学问题尚未明确:这种损伤是否均等影响所有类型的语义关系?现有研究表明,aMCI患者在词汇命名、言语流畅性等需要意识参与的语义任务中表现困难,但在自动化的语义启动任务中结果却存在矛盾。更为重要的是,不同类型的语义关系(如反义关系与类别关系)可能具有不同的认知神经机制,而aMCI患者对这些关系的加工差异仍未
来源:Applied Psycholinguistics
时间:2025-12-06
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穿越奇点的几何之旅:M1,n≤4整Chow环的壁交叉计算
在代数几何的璀璨星空中,模空间犹如一座座精心设计的博物馆,收藏着各类几何对象的“家族肖像”。其中,带标记点的椭圆曲线模空间M1,n更是几何学家们魂牵梦绕的“圣地”。研究这些空间的内部结构,特别是其上的交理论——Chow环,不仅能揭示曲线族之间深远的亲缘关系,更与枚举几何、弦理论等前沿领域紧密相连。然而,计算整系数Chow环远比有理系数困难得多,它如同探测空间的“DNA”,蕴含着更丰富、更精细的拓扑与几何信息。传统上,M1,n的边界结构十分复杂,充满了各种奇异的交并关系,这使得其整Chow环的计算一直是个巨大挑战。面对这一难题,Luca Battistella和Andrea Di Lorenzo
来源:Forum of Mathematics, Sigma
时间:2025-12-06