NSR本週上線|地磁場強度、無機材料合成、釷核光鍾、洋中脊、鋰離子電池、跨物種腦電解析、嫦娥六號、核廢水淨化

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2025年2月28日-3月6日，NSR上線 11 篇文章，歡迎關注！

2 篇 Perspective
2 篇 Review
5 篇 Research Article
2 篇 Research Highlight

REVIEW

Earth's magnetic field and its relationship to the origin of life, evolution, and planetary habitability

地球磁場及其與生命起源、演化和行星宜居性的關係

通訊作者：John Tarduno（美國羅切斯特大學）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf082

本文總結了過去十年來地球磁場古強度領域的研究進展，認為地球磁場影響生命起源和演化、地表氧化事件及地球宜居性：地球磁場至少在42億年前已存在，與生命的“最後共同祖先（LUCA）”的時間一致；在埃迪卡拉紀，弱磁場可能透過氫逸出促進了氧化條件形成，並導致了大型宏觀動物的擴散。文章提出EMANATE假說，即地球磁場使新動物演化。

REVIEW

How to accelerate the inorganic materials synthesis: from computational guidelines to data-driven method?

如何加速無機材料合成：理論計算與資料驅動的協同策略？

通訊作者：巨明剛、王金蘭（東南大學）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf081

該綜述聚焦於無機材料高效合成的關鍵問題，全面回顧了理論計算和機器學習技術在該領域的融合發展與協同創新。本文系統闡述了無機材料的合成方法、材料合成過程中的熱力學/動力學機制，及理論計算與機器學習指導下的材料合成。最後，本文還探討了機器學習在無機材料合成中的關鍵挑戰與潛在機遇。

PERSPECTIVE

The Ticking of Thorium Nuclear Optical Clocks: A Developmental

循釷核光鍾“滴答”之音：基於發展層面的審視

通訊作者：童昕、柳曉軍（中國科學院精密測量科學與技術創新研究院）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf083

釷-229核光鍾憑藉原子核小、量子態分離等特性，極有希望突破現有原子鐘精度極限。經半個世紀鑽研歷程，科學家們已成功實現核躍遷雷射激發等重大突破。然而，材料稀缺、特定波長雷射技術瓶頸等難題亟待攻克，一旦解決，計時領域將迎來變革，基礎物理研究也將大步邁進。本文將收錄於NSR“量子資訊進展”專題。

PERSPECTIVE

U-Th and U-Pb Geochronology of Quaternary Carbonates

第四紀碳酸鹽的鈾-釷和鈾-鉛年代學

通訊作者：程海（西安交通大學）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf078

鈾-釷和鈾-鉛放射性定年方法有力推動了第四紀科學研究。本文簡述了該方法應用於第四紀碳酸鹽的最新進展，並提出未來研究展望。文章認為，鈾-釷和鈾-鉛年代學的持續發展取決於測試技術和標準樣品的最佳化，必將進一步促進碳酸鹽（如石筍）構建高精度地質年代表和解析深時環境演變研究。本文將收錄於NSR“地質年代學”專題。

RESEARCH ARTICLE

Magnetotelluric evidence for highly focused mantle melting along the ultraslow-spreading Gakkel Ridge, Arctic Ocean

北冰洋超慢速擴張洋中脊高度集中的地幔熔融的大地電磁證據

通訊作者：李家彪、牛雄偉（自然資源部第二海洋研究所，海底科學與劃界全國重點實驗室）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf077

洋中脊是海洋岩石圈的誕生地。在超慢速擴張洋中脊，岩石圈受淺部冷卻和深部動力的共同控制，其具體形態一直存在爭議。本文報道了北冰洋超慢速擴張的加克洋中脊的首次大地電磁觀測。結果顯示，岩石圈厚度沿軸劇烈變化，促使熔體從周邊向火山中心運移。文章認為，極端變化的岩石圈起到了調節熔融深度和聚焦熔體的關鍵作用。

RESEARCH ARTICLE

Integrated prelithiation and SEI engineering for high-performance silicon anodes in lithium-ion batteries

用於高效能矽負極的整合預鋰化與介面工程策略

通訊作者：李喆（通用汽車）、劉海晶（通用汽車）、邢麗丹（華南師範大學）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf084

本研究突破性地提出了一種整合預鋰化與介面工程策略，大幅提升矽負極的首效和迴圈穩定性。採用可規模化應用的預鋰化方法，提高初始庫侖效率，最佳化介面反應，促進穩定且均勻的SEI膜形成，從而減少副反應並延長壽命。在軟包電池中，該策略實現了優異的迴圈效能，展現良好應用前景，有望推動高能量密度鋰離子電池的發展。

RESEARCH ARTICLE

Canine EEG Helps Human: Cross-Species and Cross-Modality Epileptic Seizure Detection via Multi-Space Alignment

犬類腦電訊號助力人類腦電解碼：基於多空間對齊的跨物種及跨模態癲癇檢測

通訊作者：伍冬睿（華中科技大學）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf086

本研究首次提出跨物種（人/犬）及跨模態（頭皮/顱內）癲癇腦電多空間對齊框架，透過輸入-特徵-輸出空間聯合對齊解決多源腦電異構問題，實現跨物種和跨模態的表徵遷移。實驗結果表明，跨物種癲癇檢測AUC 92.8%，較單物種提升18.7%，揭示了腦電的跨物種可遷移性，為增加腦電解碼大模型的訓練資料量提供了新思路。

RESEARCH ARTICLE

Differences in space weathering between the near and far side of the Moon: Evidence from Chang'e-6 samples

嫦娥六號返回樣品揭示月球正面和背面空間風化的差異

通訊作者：鮮海洋、朱建喜（中國科學院廣州地球化學研究所）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf087

本研究利用嫦娥六號返回的月球背面樣品，研究了月球背面和正面在太空風化特徵方面的差異。結果顯示，嫦娥六號樣品缺乏正面樣品中常見的氣相沉積層，矽酸鹽礦物表現出更薄的非晶層、較低的太陽風軌跡密度，含鐵礦物中npFe⁰粒徑更大、數量密度更低。上述結果表明，儘管嫦娥六號樣品暴露在太陽風中的時間較短，但遭受的太陽風輻射強度更強，突顯了太陽風在月球背面太空風化過程中相對於微隕石撞擊的主導作用。

RESEARCH ARTICLE

Facile structuring of crystalline porous framework beads for deep purification of nuclear wastewater

簡易製備晶態多孔框架複合樹脂球以實現核廢水的深度淨化

通訊作者：李程鵬（天津師範大學）、蘭亞乾（華南師範大學）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf080

本文采用一種簡便通用的造粒策略，成功製備了34種晶態多孔框架複合樹脂球，並應用於核廢水中痕量99TcO4−的固定。經過處理後，核素Tc/Re的排放濃度能夠同時滿足世界衛生組織和美國環境保護署的飲用水安全標準，淨化效能優於現有大多數商用樹脂和已報道的晶態吸附劑，有望推動其在工業場景中的廣泛應用。

RESEARCH HIGHLIGHT

Rekindling hopes for lithium-sulfur batteries

鋰硫電池的新希望

通訊作者：蘇寶連（比利時那慕爾大學/武漢理工大學）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf079

本文推介了北京大學龐全全課題組近期Nature文章“具有快速固硫反應的全固態鋰硫電池”（https://www.nature.com/articles/s41586-024-08298-9）以及賓夕法尼亞州立大學王東海課題組近期Nature Materials文章“使用混合導體克服三相介面處的轉換反應限制，實現高能量密度固態鋰硫電池”（https://www.nature.com/articles/s41563-024-02057-x）。作者認為，在固態硫正極中引入具有氧化還原媒介功能的固體電解質或混合離子電子導體，能有效提高固態硫正極的介面反應動力學，減少非活性硫的比例，提升硫正極的活性材料利用率，進而提高全固態鋰硫電池的倍率效能以及長迴圈效能。總體而言，上述策略可適用於其他基於轉換反應的電池材料。作者同時指出，未來的工作應側重於正極結構工程設計，以提高面密度和載量，並將硫正極與高面積容量負極相匹配，以加快全固態鋰硫電池的開發。

RESEARCH HIGHLIGHT

Breakthrough in porous liquids for carbon capture and catalysis

多孔液體在碳捕獲和催化方面的突破

通訊作者：Soumya Mukherjee（愛爾蘭利默里克大學伯納爾研究所）

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf075

本文推介了中國科學院福建物質結構研究所黃遠標團隊的NSR文章“液態多孔COF透過動態膨脹效應增強CO2吸附和催化”。該團隊開發了一種液態柔性多孔材料COF-301-PL，其液態屬性不僅增強了傳質效率，而且其“呼吸效應”增大了高壓下的CO2吸附量，因此，相對固體吸附劑，COF-301-PL顯著提升了CO2捕獲和轉化效率。該工作克服了流動性和多孔性的矛盾，為碳捕獲和利用提供了新穎的解決方案。