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想化身賽博朋克？電子皮膚可以安排上了！

化身賽博朋克，你準備好了嗎？近期的一些科幻作品著實讓賽博朋克題材又火了一把，其中的生化機械、腦機接口等技術、場景、橋段正在以越來越快的速度照進現實。

以電子皮膚為例，近日，北京理工大學集成電路與電子學院的柔性電子器件與智造研究所團隊發表綜述文章。顧名思義，電子皮膚像皮膚一樣柔軟，也具有和我們皮膚相類似的觸覺感知。作為一種柔性電子技術，它可以被視作一種新型可穿戴柔性仿生觸覺傳感器。

為了讓電子皮膚獲得更快速、高效、兼容性強的傳感功能，需要研究對特定類型的環境變量敏感或有選擇性地功能材料，讓電子皮膚能承擔不同傳感機制和電信號的物理轉換過程，并能同時監測來自環境的多種刺激。

對此，該文章總結了多模態電子皮膚在識別和分解外界刺激、抑制干擾和去耦輸出等四大方面的關鍵技術，詳細闡述了多模態柔性電子皮膚的研究現狀、關鍵技術、未來發展方向，相信這些前沿內容將為相關領域的發展提供很多有價值的參考。

“心”的希望：心臟移植后活得久還要活得好

1967年，南非心外科醫生Barnard成功完成了人類歷史上第一例心臟移植手術。雖然當時的患者術后因為肺部感染只存活了18天，但此舉卻敲開了醫學上心臟移植這扇神秘之門。而今，心臟移植已成為治療終末期心臟衰竭的有效方法。

據《科技日報》報道，2021年我國終末期心衰患者接近100萬，對心臟移植治療的需求量之大可見一斑。但當下，心臟移植存在著術后排異、移植心臟后患者發生慢性移植物血管病等問題。同時，長期、系統性使用抗排異藥物，也會導致患者免疫防御能力降低，進而大大增加感染、腫瘤和肝腎功能損傷的概率。因此，移植后的器官功能狀態就顯得尤為重要。此外，異種移植的發展也使得開發更為有效的免疫調節策略成為一項亟待解決的研究難題。

對此，武漢大學人民醫院心血管外科王志維教授課題組與武漢大學化學與分子科學學院程巳雪教授課題組通力合作，探尋適合于防治心臟移植術后免疫排斥發生的新型免疫抑制策略，并在國際知名學術期刊《先進材料》在線發表相關論文。

該研究借助淋巴結靶向藥物遞送系統，對淋巴結內的免疫細胞進行精確的局部調節，提高器官移植后的存活率，并將免疫抑制的副作用最小化。這項研究提供了這樣一種可能性，即讓患者心臟移植后“活得久”還能“活得好”，延長壽命的同時能夠提高生活質量。當然，該研究尚處于實驗室階段，究竟能否為廣大患者帶來福音，還有待臨床試驗去檢驗。

四肢修長、奔跑如風、愛吃肉……沒錯，說的就是大熊貓“祖宗”

“旅居大熊貓回歸祖國懷抱”“四川大熊貓和花在動物園被粉絲圍得水泄不通”……近期這些新聞頻頻刷屏不禁讓人感慨，大熊貓不愧是動物界“頂流”般的存在，集萬千寵愛于一身。稀有珍貴圓滾滾、體格壯碩但吃素，種種反差都成了熊貓的“萌”點。

然而，新近的一篇論文可能會顛覆一些人對大熊貓的慣常認知。古脊椎所畢業生江左其杲和美國自然歷史博物館John?Flynn，以及古脊椎所王世騏研究員、侯素寬副研究員和鄧濤研究員系統研究了北美和東亞地區豐富的巨型食肉性大熊貓類化石后，發現并命名其為風神熊（Huracan），意指該熊類四肢修長，擅長奔跑。

據研究，風神熊在晚中新世出現，目前發現最早的記錄是出現在中國甘肅臨夏盆地，研究人員為該地區發現的風神熊建立新種——邱氏風神熊（Huracan?qiui），意在向我國古生物事業、對臨夏盆地系統研究做出巨大貢獻的邱占祥院士致敬。

研究人員將風神熊與同樣歸屬于大熊貓亞科郊熊族的成員（印度熊、郊熊）進行了對比。他們認為，風神熊的發現正式建立起了印度熊和郊熊之間的橋梁，或可作為論證印度熊和郊熊之間存在轉化關系的關鍵一環。系統發育表明，風神熊和郊熊互為姐妹群，它們共同起源于早期的印度熊類。對風神熊的頭后骨骼研究表明其肢骨結構較為適應奔跑習性，但前肢的力量和靈活性不如其他熊類，說明風神熊是一類會追擊大型相對擅長奔跑食草動物（反芻類，駱駝等），但不適合捕殺非常強壯的大型食草動物（犀牛、象類）。

這些年青藏高原的湖水多了還是少了？未來會怎樣？

納木措、瑪旁雍措、普莫雍措……藏語中，“措”指湖泊。青藏高原上，這樣的湖泊星羅棋布，它們作為亞洲眾多重要河流的發源地，成為“亞洲水塔”的重要組成部分，如同一顆顆晶瑩剔透的藍寶石鑲嵌在大地上，滋養一方水土。近年來，在全球變暖引發一系列異常氣候的深刻影響下，青藏高原部分地區湖水蒸發量升高，伴隨高原冰川加速消融，降水量明顯增多，最終導致青藏高原部分湖泊水體擴大。

中國科學院大氣物理研究所大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室（LASG）賈炳浩研究員、王龍歡博士、謝正輝研究員，基于重力衛星數據和高分辨率陸面過程模擬，估算了青藏高原內流區18個大型湖泊（大于300?km2）2002—2018期間的湖泊水儲量變化，并利用機器學習方法預估了未來湖泊水儲量的變化。

研究團隊認為，18個湖泊的水儲量在2002—2018年間以約26.92毫米/年的速度增加；在中等排放情景下（SSP245）下，青藏高原內流區湖泊未來水儲量增加趨勢將變緩，到21世紀中葉，湖泊水儲量的增長速率將下降到過去20年的40%左右。

該研究為青藏高原大范圍、長時間湖泊水儲量估算提供了新思路，研究結果有助于更好地理解氣候變化對高原湖泊水儲量的影響，可為氣候變化背景下水資源適應性管理提供科學依據。

后摩爾時代，黑磷材料體系有望成為“殺手級”應用

隨著芯片技術的發展，摩爾定律（Moore?Law）已不可避免地走向三大分支：延續摩爾（More?Moore）、擴充摩爾（More?than?Moore）、超越摩爾（Beyond?Moore）。其中，擴充摩爾（也稱異質集成技術）發展迅猛，風頭正勁。異質集成指的是：將單獨制造組件集成為更高級別的組裝體，即一顆芯片整合更多功能。

黑磷是面向下一代電子、光電子應用的重要備選材料之一。黑磷之于異質集成技術，相當于硅等半導體材料之于初代芯片。而制備出大面積、高質量黑磷二維原子晶體薄膜，將成為其走向規模化集成應用的關鍵。

聚焦上述問題，武漢大學物理科學與技術學院何軍教授課題組、中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所張凱研究員和湖南大學潘安練教授共同發表有關二維電子材料及光電芯片最新研究成果，圍繞黑磷及其合金的單晶薄膜制備問題提出了有效解決方案。

研究團隊與合作者設計開發了一種新的緩釋控源的生長策略，利用“分子篩”多孔供源通道控制磷源緩釋供給，維持穩定的低壓生長環境，避免傳統的磷源對流供給模式，獲得可控的擴散供給模式，有效降低成核密度及晶體缺陷。

外磁場的“加持”下，自旋催化應用范圍再拓展

自旋是所有粒子的基本參量，不但電子存在自旋，中子、質子、光子等所有微觀粒子都存在自旋，只不過取值不同。近日，自旋催化作為一種新興催化機制，在各大頂級期刊中頻刷存在感。化學反應斷鍵/成鍵過程與電子自旋平行/反平行排列密切相關，因此，改變催化劑的電子自旋狀態，就能影響反應路徑甚至是反應產物選擇性。

中國科學院化學研究所張闖課題組、盛樺課題組通過合作研究發現，在利用亞鐵磁性Fe3O4電催化水氧化時，外磁場（150mT）可以有效促進水氧化的進行。該研究與以往不同之處在于，它揭示了外磁場對水氧化的自旋增強效應，這個催化過程對酸堿環境的依賴性極高。此外，課題組進一步將自旋催化機制從水氧化反應拓展到CO2還原反應中。

上述研究首次證明了外磁場促進更為普遍的基態單線態分子的斷鍵過程，大大拓展了自旋催化機制的應用范圍。

仿生學制造細微曲面，破“次元壁”了！

“魔鬼往往藏在細節里”（Devils?in?the?details）——卷心菜、花朵、蜂窩、章魚、螞蟻……形態各異的生物往往擁有復雜的曲面。受這些生物曲面的三維多孔微結構啟發，人類設計制造出大量復雜結構的產品并實現了規模化量產。但其中涉及精細調控二維微米薄膜厚度分布的部分，都成了技術瓶頸。

對此，清華大學航天航空學院和柔性電子技術實驗室張一慧教授課題組另辟蹊徑，設計思路超越“二維”，跳到“三維”：課題組提出，以一種微點陣設計概念精細調控二維薄膜的剛度分布特征，進一步結合力學引導的三維屈曲組裝方法，實現三維復雜細微曲面的定制化設計與制備。

該課題組通過建立基于曲梁變形理論和機器學習算法的微點陣設計方法，用于優化二維點陣薄膜中孔隙率與三角形單胞尺寸的分布特征，進而實現目標三維細微曲面的逆向設計。以這樣的思路，研制出一種透氣共形的三維心臟電子器件、一種具有雙振動模式的仿生驅動器件和一種仿視網膜三維電子細胞支架。

定制三維細微曲面具有諸多性能等優勢，可應用于生物電子學、微型機器人、微納光學等領域。此次研究者破“次元壁”之舉，未來撬動的市場或不可估量。