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科研人员研发混合集成气体传感芯片

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Research News Chinese Academy of Sciences

研究揭示中尺度涡垂向结构对能量耗散与生命周期的影响

中尺度涡旋是海洋中广泛存在的海水旋转运动，其水平尺度通常为几十至数百千米，生命周期可达数十至数百天，承载着海洋中大部分动能，在海洋水团、热盐输运以及海洋生态环境调节中发挥着重要作用。卫星观测表明，东南印度洋是全球中尺度涡活动较为活跃的区域之一，不同区域涡旋的振幅、生命周期等表层特征存在差异。目前，该区域涡旋在海表以下的三维结构、垂向结构的空间差异规律，以及不同涡旋生命周期分化的内在机制尚不明晰。

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科研人员提出轻石脑油全组分梯级膜分离新策略

原油初馏得到的轻石脑油是重要化工原料，主要由C5至C7的直链和单支链烷烃、多支链烷烃和环烷烃、芳烃等组成，可分别用作裂解制乙烯原料、高辛烷值汽油燃料、化工中间体等。然而，各组分间具有相似的物理化学性质，传统精馏技术难以实现精准分离且能耗较高。

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科研人员提出机器学习辅助的“材料—结构—功能”协同设计新策略

近期，中国科学院合肥物质科学研究院在多功能电磁波吸收超结构研究方面取得进展。团队提出机器学习辅助的“材料—结构—功能”协同设计策略，采用熔融沉积成型3D打印技术，将聚酰胺6/碳纤维复合材料（PACF）吸波单元、低损耗纯聚酰胺6（N-PA）间隔层和激光诱导PACF（LI-PACF）功能背板集成一体，构筑具有多级谐振梯度阻抗的超结构，实现了2至40GHz宽频、宽角微波吸收，兼具结构承载和电热除冰能力。

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铁酶催化连续碳—碳成键机制研究获进展

天然产物是现代治疗药物的重要源头，其独特的骨架结构、丰富的官能团与多个手性中心，构成了广泛生物活性的化学基础。在这类活性天然产物的后期生物合成中，铁(II)/2-酮戊二酸依赖型（Fe/2OG）酶可通过多种反应精准引入药效基团。其中，该酶家族催化的碳—碳成键反应可构建结构复杂且具有显著生物活性的分子骨架，但相关反应历程复杂，且其作用机制迄今尚不明确。深入解析该类酶的催化机制，对天然产物生物合成研究、新型药物研发及生物催化剂的理性改造具有重要意义。

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小行星撞击成坑及溅射粉尘扩散过程研究获进展

小行星撞击属于小概率但灾害链复杂的自然灾害，撞击伴随超高温、超高压、超高速等极端动力效应，会产生大量溅射粉尘。溅射粉尘被高速抛射进入大气层，部分粉尘进入平流层扩散，或引发全球性环境效应。开展撞击成坑—溅射粉尘全过程研究，对研究近地小行星防御与地球演化具有重要意义。目前，受技术和成本限制，室内超高速撞击试验难以开展真实工况模拟，数值模拟成为主要研究手段。但现有研究大多关注单一过程，缺少覆盖溅射粉尘形成—粉尘对流层运动—粉尘平流层扩散的完整链条的系统分析方法。

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科学家提出基于土地变化趋势的时间频率分析框架

土地退化是影响全球生态系统服务功能的重要生态问题。联合国防治荒漠化公约将“土地退化零增长”（LDN）确立为可持续发展核心目标，旨在实现土地损失与收益的动态平衡。然而，传统LDN评估多依赖固定历史基线的静态比较，在气候波动剧烈的干旱区易将短期气候变异与长期退化趋势混淆，难以精准识别需优先干预的持续性退化区域，导致宏观报告与地方景观过程认知之间存在脱节。

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研究揭示海湾扇贝属种间杂交后代雌性不育机制

海湾扇贝是我国重要的海水养殖经济贝类。海湾扇贝与秘鲁扇贝的种间杂交F1子代普遍存在雌性不育现象，制约了杂交扇贝良种的产业化推广应用。

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超表面中红外上转换成像研究取得进展

中红外波段作为重要的大气透射窗口，在生物医学与环境监测等领域发挥着关键作用。近日，中国科学院西安光学精密机械研究所在超表面中红外非线性频率上转换成像领域取得进展。

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黑洞超临界热力学普适标度律研究获进展

近二十年来，黑洞热力学研究揭示了黑洞与流体系统之间的相似性——带电的Anti-de Sitter（AdS）黑洞存在小黑洞—大黑洞一级相变。然而，一个关键问题始终悬而未决——临界点上的“超临界”区域，黑洞表现出怎样的热力学行为？长期以来，人们对此知之甚少，已有的超临界相转变线也不具有普适性。

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研究提出基于基因组浅层测序的维管植物物种鉴定新方案

标准 DNA 条形码凭借通用引物适配性强和测序成本低等优势，广泛应用于生物多样性保护与溯源等领域。针对近缘种、杂交频繁及近期辐射演化的复杂类群，标准 DNA 条形码因序列变异度有限，分辨率不足，难以满足精准鉴定的需求。尽管基因组浅层测序获取质体全基因组（超级条形码）的策略提升了部分困难类群的鉴别率，但质体基因组的单亲遗传特性使其在杂交渐渗类群分析中存在局限。

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科学家构筑新型金属基异质结盐湖提硼材料

硼在玻璃与陶瓷制造、农业生产等领域均发挥着重要作用。青海、西藏的盐湖虽富含液体硼矿，但高盐环境与硼酸分子的反应惰性使得 硼的 高效选择性提取面临挑战。

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有害藻华形成机制理论研究获进展

有害藻华是水生态系统面临的重要环境问题，营养盐水平被认为是驱动藻华暴发的核心因素。近年来的研究发现，高营养盐湖泊未必发生严重藻华事件，表明其形成受复杂环境调控与生态反馈机制影响。

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科研人员提出几何率失真不变性算法实现AI精准跨域判别

深度学习模型在训练数据与测试数据分布一致时性能卓越，但在脑机接口、医学影像等实际应用中，会受到受试者个体差异、电极/传感器漂移、采集设备与临床环境变化等因素影响，数据分布发生偏移，导致模型性能大幅下降。近年来，学界利用分布对齐、对抗训练及不变风险最小化等手段，发展了一系列领域泛化算法。然而，主流方法大多聚焦于匹配不同域之间的边缘分布或梯度统计量，在有限样本下易导致对齐失稳甚至坍缩，制约了深度学习模型在真实目标域上的跨域判别能力。

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海洋热浪生态效应研究取得进展

海洋热浪是指海表温度异常偏暖且持续数天至数月的极端高温事件。全球变暖致使此类事件频发且强度加剧，其影响贯穿海洋食物网，从浮游植物到顶级捕食者均遭到冲击。浮游植物作为海洋食物网的基础，通过光合作用支撑海洋绝大部分初级生产力，其变化会通过级联效应影响渔业资源和海洋碳汇。 赤道中西太平洋此前一直被认为受海洋热浪影响轻微。该区域年均热浪天数仅22天，平均强度仅1.2°C，远低于全球大多数海域，因此被视为海洋热浪的“避风港”。

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研究揭示芭蕉科染色体演化机制与花苞着色遗传基础

现代主栽香蕉品种高度依赖营养繁殖，存在遗传基础狭窄、遗传多样性低等问题。芭蕉科现存约80个物种，不同类群在染色体基数（如 n =11、10和9）以及花苞颜色等性状上呈现多样性，是研究植物染色体结构演化和花器官性状分化的理想类群。然而，这些不同染色体基数的演化形成机制、染色体结构变异与花苞颜色分化的内在关联，长期以来缺乏基因组与细胞遗传学层面的直接证据。

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科学家在三重星系并合中发现隐蔽黑洞

星系并合是宇宙演化的重要过程，常导致星系中心超大质量黑洞相互靠近。三重星系并合事件在宇宙中较为罕见，为研究星系与黑洞的协同演化提供了独特样本。

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“中国天眼”重绘宇宙演化图景

为什么宇宙越来越难以形成新的恒星？这是星系形成与演化领域的焦点。恒星的诞生，依靠致密的分子气体云。此前学界普遍认为，随着宇宙演化，孕育恒星的冷气体持续消耗，导致造星活动衰退。依据这一经典理论，恒星形成率下降，必然伴随冷气体储备的同步骤减。

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