為飛機(jī)播種設(shè)計(jì)的自動(dòng)覆土播種器等

《自然》

為飛機(jī)播種設(shè)計(jì)的自動(dòng)覆土播種器

《自然》封面：能自行鉆地的播種器?！蹲匀弧冯s志第7948期封面文章報(bào)道了使用薄木片制作的一種可生物降解的播種器，這個(gè)播種器有3個(gè)卷曲的尾巴，可在受潮時(shí)展開。在農(nóng)業(yè)和重新造林中使用無人機(jī)或飛機(jī)播撒植物種子能快速覆蓋大面積區(qū)域，以及難以進(jìn)入的區(qū)域。但是飛機(jī)播種的發(fā)芽率相對(duì)較低，因?yàn)檫@些種子沒有覆土，很容易被風(fēng)吹走或被吃掉。這個(gè)人造播種器經(jīng)過兩個(gè)觸發(fā)周期后，在平地上有80%的成功率能讓種子埋入地下，而另一種牻牛兒苗屬種子在這一地形的成功率幾乎為零。文章指出，他們的播種器還能用于播撒肥料、菌類甚至傳感器。

韋伯望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)揭示了神秘的新世界

《自然》封面：美國(guó)航天局的韋伯空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空?！蹲匀弧冯s志第7949期封面文章報(bào)道了依托韋伯望遠(yuǎn)鏡開展深空研究的最新成果。成果一共有5篇論文，經(jīng)過分析韋伯望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，展示了這個(gè)望遠(yuǎn)鏡在揭示系外行星新細(xì)節(jié)方面的強(qiáng)大能力。研究團(tuán)隊(duì)利用韋伯望遠(yuǎn)鏡上不同儀器，如近紅外相機(jī)、近紅外光譜儀、近紅外成像儀和無縫光譜儀，仔細(xì)研究了命名為“WASP-39b”的系外行星大氣，分別報(bào)道了水、二氧化碳、一氧化碳、鈉和鉀的特征，確定了云的性質(zhì)，并找到了二氧化硫存在的證據(jù)。

非洲旱區(qū)樹木個(gè)體的次大陸規(guī)模碳儲(chǔ)量研究

《自然》封面：新發(fā)現(xiàn)物種的活體藝術(shù)想象圖（包括主龍類動(dòng)物）?！蹲匀弧冯s志第7950期封面文章報(bào)道了撒哈拉以南非洲近10億棵樹木的目錄。旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中的樹木在碳循環(huán)中起到重要作用，但缺少關(guān)于其數(shù)量和分布的廣泛數(shù)據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)使用機(jī)器學(xué)習(xí)掃描了高分辨率衛(wèi)星圖像，覆蓋近1000萬平方千米的區(qū)域，制作了每棵樹的樹干量、枝葉量、根量和碳儲(chǔ)量的免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)年降雨量，他們將旱區(qū)分為4個(gè)區(qū)域，發(fā)現(xiàn)在最干旱的地區(qū)樹木個(gè)體能夠存儲(chǔ)51千克的碳，在降雨最多的地區(qū)則上升至98千克。

21世紀(jì)近海浮游植物水華加劇擴(kuò)大

《自然》封面：2017年發(fā)生在阿拉斯加沿海的一次藻類水華?！蹲匀弧冯s志第7951期封面文章報(bào)道了科學(xué)家繪制的近海水域水華分布和趨勢(shì)的綜合地圖。浮游植物水華是指微小藻類在水系統(tǒng)表層的聚集。雖然能為其他生物提供食物和營(yíng)養(yǎng)，但它們也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題。研究團(tuán)隊(duì)分析了美國(guó)國(guó)家航空航天局在2003年至2020年拍攝的76萬張衛(wèi)星圖像，發(fā)現(xiàn)在153個(gè)沿海的國(guó)家中，126個(gè)國(guó)家的近海有水華。研究發(fā)現(xiàn)，2003年至2020年，受水華影響的水域面積擴(kuò)大了13.6%，而且這一水華頻率的增加與海洋環(huán)流變化和海平面溫度上升有關(guān)。

（本頁(yè)期刊封面圖來自《自然》官網(wǎng)）

《科學(xué)》

一種可調(diào)節(jié)的反射器

《科學(xué)》封面：遠(yuǎn)洋甲殼類動(dòng)物幼蟲中閃閃發(fā)光的“眼睛”?！犊茖W(xué)》雜志第6633期封面文章報(bào)道了遠(yuǎn)洋甲殼類動(dòng)物幼蟲的眼睛色素里發(fā)現(xiàn)了由一種光子玻璃納米球組成的光學(xué)反射器，通過調(diào)整納米球的大小和順序，實(shí)現(xiàn)從深藍(lán)色到黃色的反射率，保持視覺靈敏度的同時(shí)將自身隱藏在不同的棲息地中。通過控制顆粒的大小和順序，生物體將它們的眼睛反光與它們?cè)鷹⒌氐乃嗥ヅ?，這使得它們不太容易被捕食者發(fā)現(xiàn)。新發(fā)現(xiàn)提出一種在空間有限的組織中產(chǎn)生顯著的、可調(diào)的顏色和光操縱的機(jī)制，這種反射鏡的構(gòu)造也為工程光學(xué)材料提供了靈感。

實(shí)驗(yàn)室里的小行星

《科學(xué)》封面：日本“隼鳥2號(hào)”宇宙飛船從小行星“龍宮”表面采集樣本?！犊茖W(xué)》雜志第6634期封面文章報(bào)道了“龍宮”隕石樣本的實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果，包括元素豐度、同位素比率、礦物學(xué)、有機(jī)分子等5項(xiàng)研究。小行星是太陽(yáng)系形成過程中遺留下來的物質(zhì)，所以它們的樣本可以提供早期發(fā)生過程的信息。“隼鳥2號(hào)”小行星探測(cè)器是日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)射的“隼鳥”的后繼探測(cè)器?！蚌励B2號(hào)”從附近的小行星“龍宮”上收集了大約5克的物質(zhì)，并將其帶回了地球?？茖W(xué)家們對(duì)樣品的實(shí)驗(yàn)室分析已經(jīng)確定了小行星的組成、形成過程和演化歷史。

葡萄進(jìn)化史中的雙馴化和性狀起源

《科學(xué)》封面：葡萄的馴化歷史和性狀起源。《科學(xué)》雜志第6635期封面文章報(bào)道了全球3525種栽培和野生葡萄品種的遺傳變異研究。在更新世，由于生存環(huán)境的持續(xù)破壞，惡劣的氣候促使野生葡萄生態(tài)型的分離；大約在11 000年前，人類在西亞和高加索地區(qū)馴化野生葡萄并產(chǎn)生了鮮食和釀酒葡萄。隨著早期農(nóng)民分散到歐洲，西亞的馴化品種與古老的西方野生生態(tài)型相融合，在新石器時(shí)代晚期沿著人類遷徙的軌跡演化為麝香葡萄和獨(dú)特的西方釀酒葡萄祖先。文章通過馴化性狀的分析也提出了對(duì)漿果適口性、雌雄同體性、麝香味和漿果顏色選擇的新見解。

蜜蜂也具備“言傳身教”的能力

《科學(xué)》封面：學(xué)跳舞的蜜蜂。《科學(xué)》雜志第6636期封面文章報(bào)道了蜜蜂舞蹈的社會(huì)信號(hào)學(xué)習(xí)。研究表明，蜜蜂用舞蹈語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)復(fù)雜精準(zhǔn)的信息交流。幼蜂跟隨有經(jīng)驗(yàn)的“舞者”并向其學(xué)習(xí)，它們表演的舞蹈就能更好、更準(zhǔn)確地交流位置信息；相反，幼蜂沒有跟隨有經(jīng)驗(yàn)的“舞者”學(xué)習(xí)，它們表演的舞蹈就差、不能準(zhǔn)確地交流位置信息。但隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，這些蜜蜂對(duì)方向的交流能力會(huì)得到改善，但它們對(duì)距離的交流不會(huì)變好。蜜蜂舞蹈就像人類、鳥類等脊椎動(dòng)物的語(yǔ)言交流，新手向有經(jīng)驗(yàn)的個(gè)體學(xué)習(xí)，比它們自己獨(dú)自摸索能更好地獲得技能。

（本頁(yè)期刊封面圖來自《科學(xué)》官網(wǎng)）

氣候變化

實(shí)現(xiàn)碳中和對(duì)增強(qiáng)和穩(wěn)定太陽(yáng)能及風(fēng)能協(xié)同效益的研究

中國(guó)氣象科學(xué)研究院大氣成分與環(huán)境氣象研究所（碳中和監(jiān)測(cè)與評(píng)估中心）王志立、雷亞棟等與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，從全球視角綜合評(píng)估了深度脫碳的碳中和情景約束下，未來氣候變化對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能潛力及其時(shí)間波動(dòng)性的影響。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·氣候變化》（Nature Climate Change）。文章揭示全球碳中和驅(qū)動(dòng)的人為排放減少將給一些地區(qū)（尤其是亞洲）帶來更強(qiáng)且更穩(wěn)定的太陽(yáng)能和風(fēng)能的協(xié)同效益，反過來又將加速傳統(tǒng)能源向清潔能源的轉(zhuǎn)型，從而形成一個(gè)有利的人類-自然反饋循環(huán)。成果可為開展碳中和約束下氣候變化對(duì)全球太陽(yáng)能和風(fēng)能潛力的影響評(píng)估及未來跨區(qū)域和跨來源的可再生能源有效規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

相對(duì)歷史時(shí)期不同地區(qū)太陽(yáng)能和風(fēng)能不同時(shí)間尺度變率的相對(duì)變化（圖片來源于中國(guó)氣象科學(xué)研究院網(wǎng)站）

氣候變暖可能導(dǎo)致歐亞大陸寒溫帶落葉松林的生長(zhǎng)下降

北京師范大學(xué)江源、杜恩在、董滿宇、崔雪峰等與國(guó)內(nèi)外合作者創(chuàng)建了一種基于溫度等級(jí)的溫度時(shí)間序列構(gòu)建方法，解決了落葉針葉樹種在超短生長(zhǎng)季條件下，生長(zhǎng)-氣候關(guān)系易受年內(nèi)溫度波動(dòng)干擾的難題，顯著提高了樹木生長(zhǎng)-氣候關(guān)系探測(cè)的敏感性和穩(wěn)定性。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。研究團(tuán)隊(duì)探測(cè)到落葉松分布區(qū)范圍內(nèi)廣泛的生長(zhǎng)-溫度響應(yīng)信號(hào)，使生長(zhǎng)-溫度響應(yīng)關(guān)系的顯著率從原來的約70%提高到現(xiàn)在的約95%，更新了對(duì)北溫帶明亮針葉林樹木徑向生長(zhǎng)與氣候關(guān)系的相關(guān)認(rèn)識(shí)。落葉松樹木生長(zhǎng)對(duì)溫度的負(fù)響應(yīng)具有明顯的生物地理格局，其出現(xiàn)概率隨緯度和海拔的升高而降低。

海洋碳-14有機(jī)地球化學(xué)研究

中國(guó)海洋大學(xué)包銳教授團(tuán)隊(duì)利用碳-14加速器質(zhì)譜測(cè)定深海有機(jī)碳年齡，認(rèn)為陸源老化有機(jī)碳降解礦化等過程影響了深海有孔蟲碳-14年齡特征。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。末次冰消期以來，海洋通風(fēng)變化在深海碳封存和釋放方面起著關(guān)鍵作用，影響著百年至千年時(shí)間尺度上的氣候演變。研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)北大西洋高緯深海沉積物中有機(jī)碳樣品開展深入研究，發(fā)現(xiàn)了某一期間北大西洋冰閥碎屑帶內(nèi)存在巨量的陸源老碳輸入深海。近代冰川融化每年向深海輸送碳，在這一時(shí)期的冰筏碎屑事件內(nèi)存在巨量老碳輸入深海后降解，影響到了深海碳酸鈣的碳-14年齡。

多種物理過程方案對(duì)我國(guó)西藏自治區(qū)氣溫和降水的預(yù)報(bào)性能評(píng)估

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所劉蓮、馬耀明等人利用自主構(gòu)建的“青藏高原多圈層地氣相互作用立體綜合觀測(cè)研究平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)”，從地氣相互作用角度對(duì)不同物理過程的預(yù)報(bào)能力進(jìn)行了釋義。相關(guān)成果發(fā)表于《大氣研究》（Atmospheric Research）。西藏自治區(qū)平均海拔4000米以上，是青藏高原的主體部分。西藏自治區(qū)的地形條件十分復(fù)雜，數(shù)值預(yù)報(bào)模式中各物理過程對(duì)相關(guān)地區(qū)氣溫和降水預(yù)報(bào)的敏感性及機(jī)理解釋仍不確定，給當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)部門準(zhǔn)確預(yù)報(bào)天氣帶來了巨大挑戰(zhàn)。研究揭示了不同物理過程方案在西藏天氣預(yù)報(bào)中的敏感性，探討了不同方案的影響機(jī)制，為業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報(bào)模式改進(jìn)提供了理論參考。

動(dòng)物研究

揭示黔金絲猴身世之謎

云南大學(xué)于黎研究員團(tuán)隊(duì)和四川大學(xué)劉建全教授團(tuán)隊(duì)合作，揭示了靈長(zhǎng)類動(dòng)物黔金絲猴的雜交起源和其獨(dú)特毛色產(chǎn)生的分子機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》（Science）。黔金絲猴可能是由滇金絲猴/怒江金絲猴的祖先與川金絲猴在約180萬年前雜交而起源的新物種。雜交物種形成事件可能導(dǎo)致了黔金絲猴黑灰色與金色相間的“馬賽克式”毛色性狀。研究人員成功鑒定到一系列可能在黔金絲猴雜交物種形成過程中發(fā)揮了重要作用的毛色性狀相關(guān)的候選基因，并提出黔金絲猴獨(dú)特的毛色性狀很可能促進(jìn)了與兩個(gè)親本的合子前生殖隔離，使其繼續(xù)獨(dú)立演化并最終形成新的物種。這是首次在靈長(zhǎng)類哺乳動(dòng)物中報(bào)道的雜交物種形成機(jī)制。

金絲猴雜交事件、毛色形成與生殖隔離的產(chǎn)生（于黎課題組供圖，圖片來源于中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)靈長(zhǎng)類學(xué)分會(huì)網(wǎng)站）

發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)放棄、退出或終止不成功行為的神經(jīng)環(huán)路

復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院那德課題組與顧宇課題組合作，發(fā)現(xiàn)了調(diào)控長(zhǎng)期不可控環(huán)境下行為轉(zhuǎn)換的神經(jīng)環(huán)路、遞質(zhì)和受體。相關(guān)成果發(fā)表于《神經(jīng)元》（Neuron）。文章建立了兩個(gè)與放棄、退出和/或終止不成功行為有關(guān)的全新小鼠模型，小鼠長(zhǎng)期暴露在具有不可控結(jié)果的環(huán)境中，其行為會(huì)從行動(dòng)到不行動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)變。研究證實(shí)，這種行為轉(zhuǎn)變不是由疼痛脫敏、肌肉疲勞、快感缺乏或習(xí)得性無助引起的。大腦中的去甲腎上腺素能神經(jīng)元活動(dòng)反映了不可控的信號(hào)，但并不調(diào)節(jié)行為的轉(zhuǎn)變?？纛~葉皮層中的抑制性神經(jīng)元，而不是興奮性神經(jīng)元或星形膠質(zhì)細(xì)胞，是行為轉(zhuǎn)變的主要調(diào)節(jié)者。

跳鉤蝦在海陸變遷進(jìn)程中形態(tài)和遺傳趨同演化

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所侯仲娥研究員和李樞強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)揭示了跳鉤蝦從海洋到陸地演化的時(shí)空動(dòng)態(tài)，以及形態(tài)和遺傳等適應(yīng)特征的趨同演化。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。跳鉤蝦棲息在海洋、潮間帶、陸地、高山等不同環(huán)境，是一個(gè)連續(xù)的登陸體系。文章整合動(dòng)物地理、基因編輯，提出跳鉤蝦海陸轉(zhuǎn)變的演化模式和驅(qū)動(dòng)因素，揭示了海陸轉(zhuǎn)變過程中呼吸器官的形態(tài)變化和潛在的遺傳基礎(chǔ)，證實(shí)了基因調(diào)控甲殼動(dòng)物附肢外葉的發(fā)育，包括鉤蝦的鰓、水溞的背甲及昆蟲的翅，為理解生物的海洋起源和陸生適應(yīng)的演化創(chuàng)新提供了現(xiàn)生生物的視角，為宏觀生物地理和形態(tài)演化研究提供了新的范式。

不同基因型小尾寒羊卵泡中顆粒細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育的分子機(jī)制

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所儲(chǔ)明星團(tuán)隊(duì)揭示了不同基因型綿羊顆粒細(xì)胞自噬的分子機(jī)制，為解析小尾寒羊個(gè)體間產(chǎn)羔數(shù)差異形成的分子機(jī)制提供了新視角。相關(guān)成果發(fā)表于《松果體研究雜志》（Journal of Pineal Research）。卵泡顆粒細(xì)胞包裹在卵母細(xì)胞表面，為卵母細(xì)胞排卵提供養(yǎng)分和必要的生長(zhǎng)微環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞自噬相關(guān)基因家族成員的基因通常在自噬增強(qiáng)時(shí)表達(dá)水平上調(diào)，褪黑素可通過其抗氧化特性抑制細(xì)胞自噬。基于系列分子生物學(xué)試驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)突變型小尾寒羊和野生型小尾寒羊卵泡顆粒細(xì)胞的自噬水平存在顯著差異，對(duì)不同基因型卵泡顆粒細(xì)胞自噬的調(diào)控可能對(duì)綿羊生長(zhǎng)發(fā)育和激素分泌有重要影響。

醫(yī)藥臨床

一種具備微創(chuàng)手術(shù)能力的高精度、低電壓脈沖場(chǎng)消融器件

上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院劉景全教授、上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院心內(nèi)科副研究員秦牧等人合作，在植入式生物醫(yī)學(xué)微系統(tǒng)器件的心臟脈沖場(chǎng)消融領(lǐng)域取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）。心房顫動(dòng)是常見的心律失常，60歲以上的人有1%會(huì)出現(xiàn)房顫，導(dǎo)致心跳加快或混亂、疲勞、呼吸短促和胸痛等多種癥狀，并增加卒中風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)管消融術(shù)是治療有癥狀、藥物難治性房顫患者的有效方法。傳統(tǒng)的熱消融術(shù)可能會(huì)伴隨食管損傷、膈神經(jīng)損傷和肺靜脈狹窄等不良事件。與之相比，脈沖場(chǎng)消融使用電脈沖引起非熱能的不可逆電穿孔并誘導(dǎo)靶細(xì)胞死亡，不會(huì)改變組織的整體結(jié)構(gòu)或影響其他細(xì)胞類型。

導(dǎo)管集成設(shè)備的大動(dòng)物脈沖場(chǎng)消融在體實(shí)驗(yàn)（圖片來源于上海交通大學(xué)新聞學(xué)術(shù)網(wǎng)）

揭示成人遺傳性腦白質(zhì)病疾病譜

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)病學(xué)中心張?jiān)趶?qiáng)教授團(tuán)隊(duì)描述了成人遺傳性腦白質(zhì)病致病基因型與表型譜系、病理學(xué)分類及臨床特征。相關(guān)成果發(fā)表于《腦》（Brain）。研究團(tuán)隊(duì)連續(xù)納入2014—2021年期間就診于附屬北京天壇醫(yī)院的309例臨床疑診為遺傳性腦白質(zhì)病的成人患者。所有患者均進(jìn)行了系統(tǒng)的臨床和影像學(xué)特征評(píng)估，所有入組患者均進(jìn)行了全外顯子組測(cè)序，部分疑診線粒體疾病、神經(jīng)元核內(nèi)包涵體病或強(qiáng)直性肌營(yíng)養(yǎng)不良的患者分別進(jìn)一步完善線粒體基因組測(cè)序、相關(guān)基因動(dòng)態(tài)突變檢測(cè)。研究成果為成人遺傳性腦白質(zhì)病疾病的診斷和臨床研究提供了重要的基本理論和分類方法，對(duì)臨床診療及遺傳咨詢具有重要意義。

克服腫瘤免疫耐受增強(qiáng)免疫療效新方法

中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所于海軍課題組發(fā)現(xiàn)前藥納米囊泡可以同時(shí)阻斷先天性和獲得性免疫耐受通路，協(xié)同促進(jìn)免疫排斥型腫瘤的免疫治療，有望為免疫治療提供新思路。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。科研人員開發(fā)了多種新型免疫治療策略，顯著激活抗腫瘤免疫效應(yīng)。然而，胰腺癌和三陰性乳腺癌等免疫排斥型腫瘤具有免疫原性低、腫瘤內(nèi)T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)不足及免疫抑制性腫瘤微環(huán)境等特征，嚴(yán)重制約現(xiàn)有治療方案的療效。文章系統(tǒng)開展了小鼠水平的抗腫瘤藥效評(píng)價(jià)，研究結(jié)果表明，遞送前藥納米囊泡可以有效抑制多種免疫排斥型腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。

實(shí)現(xiàn)四嗪生物正交反應(yīng)的超分子調(diào)控

北京大學(xué)藥學(xué)院劉濤課題組與南方科技大學(xué)蔣偉課題組合作，提出四嗪生物正交反應(yīng)活性可逆調(diào)控的策略，并進(jìn)行相關(guān)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。相關(guān)成果發(fā)表于《化學(xué)》（Chem）。生物正交化學(xué)反應(yīng)是指能夠在生物體系中進(jìn)行且不會(huì)與天然生物化學(xué)過程相互干擾的一類化學(xué)反應(yīng)。其中四嗪參與的生物正交反應(yīng)被廣泛應(yīng)用于生命醫(yī)學(xué)研究。對(duì)四嗪的反應(yīng)活性進(jìn)行簡(jiǎn)便、無毒且高效的調(diào)控，是亟待解決的科學(xué)難題。團(tuán)隊(duì)提出的策略通過萘管主體與四嗪客體的分子識(shí)別來調(diào)控四嗪的生物正交反應(yīng)活性。萘管能以高親和力識(shí)別各種生物分子上的苯基四嗪，從而以可逆的方式有效地抑制它們的生物正交反應(yīng)活性。

航空航天

國(guó)產(chǎn)新型光學(xué)衛(wèi)星研發(fā)能力新突破

中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院李正強(qiáng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外團(tuán)隊(duì)提出了一種通用的地表反射率重建方法，提升國(guó)產(chǎn)新型光學(xué)衛(wèi)星全球地表、大氣快速解耦系統(tǒng)能力。相關(guān)成果發(fā)表于《環(huán)境遙感》（Remote Sensing of Environment）。我國(guó)新型光學(xué)衛(wèi)星的全球地表、大氣解耦依賴氣溶膠光學(xué)參數(shù)的高精度反演，而氣溶膠衛(wèi)星遙感反演的難題之一是構(gòu)建穩(wěn)定的地表約束。傳統(tǒng)氣溶膠遙感算法中地表約束的構(gòu)建通常需要長(zhǎng)時(shí)間衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)的積累，這為國(guó)產(chǎn)新型光學(xué)衛(wèi)星在軌觀測(cè)初期的地氣高精度解耦帶來了挑戰(zhàn)。文章提出通用地表反射率重建方法，成功應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)高光譜觀測(cè)衛(wèi)星（高分5號(hào)02星）搭載的高精度偏振掃描儀上。

對(duì)比驗(yàn)證結(jié)果（圖片來源于中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院網(wǎng)站）

逐步刺激誘導(dǎo)逐級(jí)響應(yīng)智能材料

西北工業(yè)大學(xué)黃維院士團(tuán)隊(duì)紀(jì)雷教授課題組開發(fā)了一種高級(jí)加密及高精度追蹤材料。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）。這是一種全新的基于1，3，6，8-吡啶基取代芘的逐步刺激誘導(dǎo)的逐級(jí)響應(yīng)材料，這一材料體系的響應(yīng)行為不僅嚴(yán)格依賴于刺激源的類型，更關(guān)鍵的是與刺激源的施加順序也緊密相關(guān)。與傳統(tǒng)的刺激響應(yīng)或多功能刺激響應(yīng)材料相比，新材料在高精度密碼學(xué)和高級(jí)邏輯門領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景。研究成果為開發(fā)新一代刺激響應(yīng)材料打開了一扇大門，為設(shè)計(jì)具有逐步刺激逐步響應(yīng)特性的分子提供了策略，也為高精度追蹤材料的開發(fā)及多功能高級(jí)邏輯門的制備提供了新的思路。

應(yīng)力調(diào)控多鐵薄膜的鐵磁性起源研究

南京航空航天大學(xué)李偉偉等人與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，發(fā)現(xiàn)在張應(yīng)力作用下鈣鈦礦型鈷氧化物薄膜中存在有序氧空位和長(zhǎng)程調(diào)控六氧化鈷的氧八面體旋轉(zhuǎn)雙重效應(yīng)，有效地削弱了晶體場(chǎng)劈裂能，促使鈷離子進(jìn)入有序高自旋態(tài)，從而表現(xiàn)出長(zhǎng)程鐵磁性。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。關(guān)聯(lián)氧化物量子材料中多種序參量/自由度（電荷、自旋、軌道和晶格）之間的耦合能夠產(chǎn)生豐富的物性和新奇的電子態(tài)，是研究新材料、新原理和新器件的模型體系。文章揭示了外部參數(shù)如何調(diào)控晶體場(chǎng)劈裂能、有關(guān)交換能及d軌道價(jià)帶寬度之間的微妙競(jìng)爭(zhēng)，從而在鈷基氧化物外延薄膜中誘導(dǎo)出多鐵物性，為構(gòu)筑低功耗自旋電子器件提供備選材料。

揭示非晶氧化鎵原子結(jié)構(gòu)與熱輸運(yùn)性質(zhì)的相關(guān)性

清華大學(xué)航天航空學(xué)院曹炳陽(yáng)教授課題組針對(duì)非晶氧化鎵體系，揭示了非晶氧化鎵的原子結(jié)構(gòu)特征、熱輸運(yùn)性質(zhì)及“結(jié)構(gòu)-熱輸運(yùn)性質(zhì)”內(nèi)在影響機(jī)制和定量關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）。借助具有量子力學(xué)精度的機(jī)器學(xué)習(xí)勢(shì)函數(shù)模擬熔化—淬火過程對(duì)非晶材料進(jìn)行原子尺度的準(zhǔn)確建模，并使用相關(guān)模型理論對(duì)非晶氧化鎵的熱導(dǎo)率進(jìn)行研究。結(jié)果表明，基于隨機(jī)結(jié)構(gòu)搜索和玻爾茲曼能量圖采樣而自動(dòng)生成的機(jī)器學(xué)習(xí)勢(shì)可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)非晶氧化鎵的結(jié)構(gòu)和熱導(dǎo)率，同時(shí)揭示出非晶氧化鎵的熱導(dǎo)率由模態(tài)相干作用主導(dǎo)，類聲子的模態(tài)傳播作用對(duì)熱導(dǎo)率的貢獻(xiàn)可以忽略。