摘要：Science创刊125周年提出了的125个重要科学问题，其中之一就是“为什么生命需要手性？” 近日，复旦大学徐凡团队聚焦旱地植物螺旋金钗木，构建出了具有环境智适应特性的仿生具身智能植株。
Science创刊125周年提出了的125个重要科学问题，其中之一就是“为什么生命需要手性？” 近日，复旦大学徐凡团队聚焦旱地植物螺旋金钗木，构建出了具有环境智适应特性的仿生具身智能植株。
点云目标识别是实现三维环境智能感知与理解的重要技术之一，在自动驾驶、无人系统、空间探测等领域具有广泛的应用前景。北京理工大学许廷发、李佳男团队针对真实复杂环境下点云目标智能识别中的关键科学问题和难题，开展了原创方法和关键技术攻关，取得丰硕成果。
基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第140期。
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《Nature Computational Science》丨跟着植物学“太极推手”，仿生具身智能植株应运而生
LCE仿生“植物”多场自发扭转变形
Science创刊125周年提出了的125个重要科学问题，其中之一就是“为什么生命需要手性？”从失水萎缩后表面形成手性螺旋形貌的百香果，到受水面浮力影响而生长形貌各异的荷叶，近年来，复旦大学徐凡团队聚焦软物质形貌力学研究，旨在揭示自然界中各种生长、萎缩、手性、曲率与褶皱等形貌力学的基本科学问题。近日，研究团队将目光投向了一种呈现手性螺旋扭转形貌的旱地植物——螺旋金钗木。
他们首次揭示了手性螺旋扭转结构在水分收集与抗风性能中的双效机制，构建力学理论模型预测并指导3D打印活性液晶弹性体基元，构建出了具有环境智适应特性的仿生具身智能植株。这一智能植株无需外部能源或芯片控制，可像生命体般智能感知环境变化，自发调整形貌以优化功能，在自适应液滴收集和定向输运方面具有应用潜力，有望为干旱地区的土壤改善和智能农业提供新的思路和解决方案。
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《IEEE TPAMI》丨点“云”拨雾见真章，动“捕”时维破迷障
基于对抗学习的点云模式捕获策略
点云目标识别是实现三维环境智能感知与理解的重要技术之一，在自动驾驶、无人系统、空间探测等领域具有广泛的应用前景。然而，在实际场景下，受传感器噪声、环境干扰等因素影响，点云数据常存在扰动、缺失与形变等退化现象，显著降低了传统识别方法的准确性与泛化能力。
北京理工大学许廷发、李佳男团队针对真实复杂环境下点云目标智能识别中的关键科学问题和难题，开展了原创方法和关键技术攻关，取得丰硕成果。他们从点云数据增强、特征学习与时序建模三个层面开展系统性研究，提出了样本自适应在线数据扩增方法、感知对抗模式捕获策略，以及时序关联高效建模框架，构建了面向复杂环境的点云目标鲁棒识别一体化技术架构，成功突破了点云数据高效扩增、精细化特征表达以及运动特征高效挖掘等关键技术瓶颈。提出的系列方法显著提升了点云识别模型在失真条件下的鲁棒性与泛化性能，并大幅提高了识别效率。
该系列研究成果提升了复杂环境下点云感知技术的可靠性与实用性，为无人系统自主导航、空间目标感知等领域的实际应用奠定了重要的理论支撑与技术保障。
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《Nature Communications》丨借助3D仿生脑芯片，撬动脑炎发病机制“黑箱”
疱疹性脑炎（HSE）是常见的散发病毒性脑炎，病情严重且预后较差。尽管抗病毒药物（如阿昔洛韦）可以显著降低HSE的死亡率，但仍有相当多病人出现永久性神经功能损伤，其发病机制尚未阐明，也缺少特效治疗药物。
中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部器官芯片与生物医学研究组秦建华研究员团队利用器官芯片技术和多种人源细胞，建立了一种3D神经血管单元仿生芯片模拟脑内微环境，研究探索了单纯疱疹病毒脑炎的发病机制及潜在治疗靶点。
科研人员利用器官芯片技术构建了包含血脑屏障的神经血管单元仿生脑芯片。利用该芯片模型，他们评价了4种与自噬通路调控相关的药物和天然化合物，其中，自噬激活剂（雷帕霉素、Euphpepluone K、Munronin V）均可有效抑制病毒复制，减轻血脑屏障损伤，并提高细胞存活率。该研究不仅深化了对疱疹性脑炎发病机制的理解，也为寻求HSE有效干预措施提供了新的研究模型、工具和平台。
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《Advanced Functional Materials》丨一套“组合拳”突破微孔材料制备“收缩”桎梏
梯度微孔材料隔热吸声的可视化模拟及抗收缩机理
当前极端寒冷天气频发与可持续发展要求，亟需兼具轻质、隔热、可降解的多功能材料。山东大学材料科学与工程学院王桂龙教授团队针对热塑性弹性体微孔材料“收缩严重”的制备难题，提出了梯度泡孔优化、硬段结构设计、分子交联以及超临界流体协同处理等一系列加工方法，开发了能够实现多功能普适化热塑性弹性体微孔材料制备工艺，解决了长期困扰行业的关键技术瓶颈。
团队揭示了热塑性聚酯弹性体凝聚态结构在超临界二氧化碳作用下的演变规律及其对发泡行为的影响，探究了材料本征微相分离结构对泡沫收缩行为的调控机制，实现了不同硬段含量热塑性聚酯弹性体泡沫的可控制备。
针对弹性体微孔材料泡孔结构易收缩而难以实现产业化的问题，他们提出一种分子交联与物理发泡工艺相结合的开创性策略，开发出具备泡孔抗收缩、高韧性回弹和柔性隔热的多功能绿色微孔材料，广泛适用于建筑隔离及绿色包装材料等多场景应用；为了克服传统热塑性微孔材料可发性差以及热绝缘性受限的关键难题，团队提出采用结晶诱导形核与开孔结构协同增强泡沫材料，制备了同时具备超低密度、高尺寸稳定性和高热绝缘性能的全降解微孔材料。
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《Nature Communications》丨构建异质结，石墨烯磁阻低温难题迎刃而解
磁阻（MR）效应指材料电阻随磁场变化的现象，因在科学研究和实际应用中价值重大而备受关注。为打造高性能磁阻传感器，多种新型材料磁阻特性被深入研究，石墨烯因优异电学性能受瞩目，其二维结构致空间电荷分布不均，呈现独特线性不饱和磁阻。但纯石墨烯磁阻小（
厦门大学傅德颐副教授课题组创新性地引入二维范德华铁磁体Fe3GeTe2，与石墨烯形成异质结，利用其特殊的磁邻近效应，在室温下测量获得9T磁场下高达9400%的巨磁阻，与纯石墨烯磁阻相比，增强了大约30倍，这也是目前石墨烯及其异质结或改性体系中已报道磁阻的最高值。其研究发现该巨磁阻随温度变化表现出显著的弱依赖性，即在室温到4K的宽温度范围内，磁阻的变化很小。
研究团队表示，该研究不仅得到了创纪录的磁阻，而且解决了传统石墨烯体系中磁阻随温度降低而急剧减小的不足，使其在高精度和宽温域磁存储、磁场传感和生物医学传感等领域具有广阔的应用前景。
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《Nature Communications》丨北大团队用柔性碳基CMOS运算放大器实现超高增益
超饱和的碳基CMOS晶体管。a，柔性碳基CMOS晶体管结构示意图；b，碳基CMOS晶体管的输出曲线示意图，包含亚阈值区的本征负微分电阻效应和电流超饱和现象
随着集成电路技术的快速发展，硅基互补极性金属-氧化物-半导体（CMOS）晶体管尺寸的持续微缩为数字电路带来了速度提升、功耗降低和集成度提高等显著收益，但尺寸缩减同时也对先进工艺节点下模拟电路的设计带来挑战。
针对这一问题，北京大学电子学院胡又凡-彭练矛团队基于碳纳米管材料和碳纳米管晶体管的特性进行研究，于近期首次报道了碳纳米管CMOS晶体管中亚阈值区的本征负微分电阻效应和电流超饱和现象。
团队构建柔性碳基CMOS运算放大器，在单级结构中实现了35至60分贝的可调增益范围，单级增益远超此前同类工作，且无需复杂外围电路即可实现指数可调增益，展示出碳基CMOS技术基于自身器件特点进行电路拓扑创新的可能性。同时，基于NDR机制的普适性，研究的相关工作也有望延伸至其他窄带隙半导体、新兴低维材料体系中。
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来源：科技北京