NSR本週上線|拓撲多晶、溫室氣體計量、碳減排、固廢催化、金屬超導接觸、青藏高原隆升、鈣離子儲存、AI材料發現、有機磷合成

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2025年3月21日-3月27日,NSR上線 9 篇文章,歡迎關注!
  • 1 篇 Editorial
  • 1 篇 Perspective
  • 1 篇 Brief Communication
  • 2 篇 Research Article
  • 4 篇 Research Highlight
EDITORIAL
National Greenhouse Gas Budget Lays Solid Foundation for Climate Action
國家溫室氣體收支計量為氣候行動奠定堅實基礎
通訊作者:樸世龍(北京大學)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf106
本文是NSR“中國溫室氣體收支計量(Accounting China’s Greenhouse Gas Budget)”專題的編者按。該專題報道了中國三種溫室氣體的40餘個通量項的收支情況,克服了以往收支計量在及時性和準確性方面的不足。結果顯示,中國的土地利用沒有造成溫室氣體淨排放。該專題研究建立的模式將可使其他國家受益,從而共同實現應對氣候變化挑戰的承諾。
PERSPECTIVE
Agricultural ditches and stream networks are overlooked hotspots of carbon emissions
農田溝渠和溪流系統:被長期忽視的碳排放熱點區域
通訊作者:周永強(中國科學院南京地理與湖泊研究所)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf111
文章系統剖析了農田溝渠—溪流系統的碳迴圈過程,評估其在全球碳排放通量中的重要作用。研究發現,農田溝渠—溪流系統受農業實踐活動的影響,單位面積的碳排放通量遠超大型河流、湖泊及水庫等其他內陸水體,因而該類水體是長期被忽視的碳排放熱點區域。
BRIEF COMMUNICATION
Carbon emission reduction in cement production catalyzed by steel solid waste
鋼鐵固廢催化水泥生產碳減排
通訊作者:蔡睿、路芳(中國科學院大連化學物理研究所)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf109
本研究針對水泥行業高碳排放難題,創新性提出利用水泥生料中的鐵組分構建催化體系,模擬鋼鐵固廢的組成製備鐵基催化劑,實現CaCO3與CH4共熱定向轉化為CaO與合成氣,催化劑無需分離即可直接用於水泥熟料生產。相比傳統CaCO3分解工藝,該過程可降低80%的碳排放量,為水泥行業-冶金固廢協同處理提供了前瞻性的深度脫碳解決方案。

RESEARCH ARTICLE
Contact-induced Andreev bound states in normal-metal/superconductor planar junctions
金屬/超導體平面結中接觸誘導的安德烈夫束縛態
通訊作者:李牮(西湖大學)、曾長淦(中國科學技術大學
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf105
隧穿譜是研究超導配對態的重要工具,但利用平面隧穿結表徵非常規超導中安德烈夫束縛態的研究較少。本研究構建Ti/LaAlO3/KTaO3(111)平面結,發現弱勢壘下隧穿譜在超導能隙內呈現雙峰結構,而強勢壘下該特徵消失。理論計算表明,這一雙峰來自安德烈夫束縛態,與p波超導隧穿特徵相符,暗示LaAlO3/KTaO3介面可能具有p波超導特性,並提出了一種普適的超導態識別方法。
RESEARCH ARTICLE
Configurable Topological Photonic Polycrystal Based on a Synthetic Hybrid Dimension
基於合成雜化維度的可配置拓撲光子多晶線路
通訊作者:王漱明(南京大學)、蔣建華(中國科學技術大學)、祝世寧(南京大學)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf107
來自南京大學/中國科技大學的聯合團隊利用贗自旋-谷霍爾效應耦合構建了一維動量與二維取向角的合成維度,實現了多頻率、自旋和色散群速度的可配置拓撲光子多晶。所提出的取向角微擾理論,揭示拓撲不變數和頻帶的演化規律,豐富了二維拓撲光子晶體的模態,在多通道光互連等片上光子器件設計中具有重要應用潛力。
RESEARCH HIGHLIGHT
Unraveling the history of Tibetan Plateau growth inspires Earth system research
青藏高原隆升歷史為地球系統科學研究提供思路
通訊作者:Andreas Mulch(德國森肯伯格研究所)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf102
本文是對發表在NSR的研究論文The raising and westward expansion of central Tibet(https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf058)的點評。點評文章認為,該論文綜合植物化石、氧同位素等證據,重建了青藏高原中央谷地自東向西隆升的歷史。高原隆升及相應的生物和氣候變化將為地球系統科學及宜居性研究提供絕佳的天然實驗室。
RESEARCH HIGHLIGHT
Cooper and zinc solid solution reinforcement for Ca ions storage
銅鋅固溶增強效應促進鈣離子儲存
通訊作者:孫子其(澳大利亞昆士蘭科技大學)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf108
本文推介了東北師範大學吳興隆/曹峻鳴團隊的NSR文章““銅”“鋅”協力,助力鈣離子儲存。該團隊首次合成出銅/鋅固溶相焦釩酸鹽宿主,其本徵電子導電性、Ca2+擴散勢壘及相應的晶格收縮現象均得到了有效地提升或改善。相比於單相焦釩酸鹽宿主,固溶相材料還表現出一定的“鎖水”作用,表現出良好的層間限域物種(晶格水)穩定性,由此顯著提升了電化學鈣離子儲存的可逆性與穩定性。同時,同屬ds區相鄰的銅/鋅元素的良好相容性,對於熵增電極材料的設計與製備具有一定的參考價值。該工作為高價態載流子宿主的晶體結構微觀設計提供了一種頗具潛力的思路。
RESEARCH HIGHLIGHT
AI-driven material discovery for energy, catalysis, and sustainability
人工智慧驅動的材料發現用於能源、催化和可持續應用
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/nwaf110
本文推介了微軟人工智慧科學研究院Tian Xie博士團隊近期Nature文章“A generative model for inorganic materials design”(https://www.nature.com/articles/s41586-025-08628-5)。本文介紹了MatterGen,這是一個能夠生成整個週期表中穩定且多樣的無機材料的模型,並且可以進一步微調以引導生成符合廣泛效能約束的材料。本項研究認為,生成材料的質量以及MatterGen功能的廣度代表了朝著建立材料設計基礎生成模型邁出的重要進展。同時,該工作對AI加速新型無機材料開發用於催化和能源儲存等方面具有指導意義。

RESEARCH HIGHLIGHT
Synthesis of organophosphorus (III) compounds from white phosphorus enabled by a tandem electro-thermal process
串聯電熱法由白磷合成有機磷(III)化合物
通訊作者:張華(中南民族大學)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf117
本文點評了武漢大學雷愛文教授團隊最近在NSR發表的研究論文。該團隊透過串聯電-熱合成策略,在接近工業應用的電流密度下由白磷出發合成了一系列三價磷,並實現了實驗室規模的百克級合成。這一策略從原理上避免了三氯化磷的使用,可用於多種萬噸級的三價磷的合成,為磷化工的產業升級提供了一條可能的路線。
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