摘要：水系有机液流电池因安全性与资源可调性受到关注，但面临能量密度低的挑战。最新研究通过新型不对称芘类分子材料，将电池能量密度提升至59.6Wh/L，并展现优异的耐高温及循环稳定性，为高效储能开辟新路径。
水系有机液流电池因安全性与资源可调性受到关注，但面临能量密度低的挑战。最新研究通过新型不对称芘类分子材料，将电池能量密度提升至59.6Wh/L，并展现优异的耐高温及循环稳定性，为高效储能开辟新路径。
一项最新研究揭示了干扰素基因刺激因子（STING）通过全新路径（PARP1-PAR-STING）在应对急性电离辐射引起的DNA损伤时直接促进细胞凋亡的机制。研究表明，抑制这一通路可显著提升受辐射小鼠的存活率，并减轻肠道损伤，为抗辐射损伤提供了新思路。
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130期。
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《JACS》丨高效稳定，新一代水系有机液流电池活性分子诞生
水系有机液流电池研究获进展
水系有机液流电池因安全性与资源可调性受到关注，但面临能量密度低的挑战。近日，中国科学院大连化学物理研究所的李先锋与张长昆团队在水系有机液流电池（AOFBs）研究中取得重要进展。他们设计了一种不对称芘类多电子转移活性分子材料，该材料具有高电子浓度和稳定的中间半醌自由基，使得电池能量密度达到了59.6Wh/L，并表现出良好的耐高温热稳定性。
尽管AOFBs拥有资源丰富、可调性强和本征安全等优点，但其大规模应用受限于低能量密度、高成本及高浓度下性能下降的问题。为解决这些问题，研究人员增加了有机活性分子（ORAMs）的电子转移数，以提升能量密度并降低成本。然而，这导致了稳定性和溶解性之间的权衡问题。
研究团队通过在具有拓展共轭结构的芘四酮母核中引入磺酸基团，降低了分子平面性，增强了分子与水间的氢键作用，从而提高了溶解性。同时，该分子通过有效的电子离域和π-π堆积，稳定了中间半醌自由基，确保了优异的稳定性。最终，这种新型材料不仅实现了59.6 Wh/L的能量密度，还在60℃下经过数千次循环后未见明显容量衰减，为开发高性能AOFBs提供了新思路。
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《Cell Death & Differentiation》丨辐射损伤新疗法：抑制STING活性大幅提升生存率
PARP1-PAR-STING介导的细胞凋亡模式图
近期，中国科学院广州生物医药与健康研究院的孙益嵘团队与美国加州大学洛杉矶分校合作研究，揭示了干扰素基因刺激因子（STING）通过PARP1-PAR-STING路径在应对急性电离辐射引发的DNA损伤时促进细胞凋亡的新机制。
研究显示，辐射损伤激活PARP1蛋白，导致多聚核糖（PAR）过度合成，进而触发由STING介导的细胞死亡。实验中，STING基因缺陷小鼠在接受腹部辐射后存活率从11%大幅提升至67%，且肠道损伤显著减少。此外，使用低剂量PARP1抑制剂PJ34下调PAR合成，能有效抑制STING激活，重现STING基因缺陷小鼠的现象。这表明PARP1-PAR-STING通路在辐射诱导的细胞凋亡中起关键作用，并为抗辐射损伤提供了新视角。
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https://www.nature.com/articles/s41418-025-01457-z#:~:text=This study revealed that STING is crucial for,acute IR both in vitro and in vivo.
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《Science》丨从源头消除CO2排放：新型乙醇制氢技术问世
PtIr/α-MoC催化剂的结构分析
近年来，生物乙醇作为绿色制氢原料受到广泛关注，但传统乙醇-水重整制氢技术面临高温能耗高和催化剂失活的问题。中国科学院大学的周武课题组联合其他研究机构基于金属-碳化钼（M/α-MoC）催化剂体系，提出了“选择性部分重整”新技术，通过调控铂/铱（Pt/Ir）双金属-α-MoC界面，在270℃下实现高效制氢并联产乙酸，避免了CO2直接排放。
该技术利用原子级精准设计，将乙醇-水重整反应从完全氧化路径转变为选择性部分重整路径（C2H5OH + H2O → 2H2 + CH3COOH），在温和条件下实现了高通量氢气生产，并显著提高了催化剂的稳定性和活性。新型铂铱双金属催化剂（PtIr/α-MoC）通过Ir促进Pt分散，抑制贵金属颗粒形成及C-C键断裂，确保长期稳定性。
实验结果显示，在270°C下，该催化剂氢气产率达331.3毫摩尔每克催化剂每小时，乙酸选择性达84.5%，并在长达100小时的测试中表现出优异的抗失活能力。此外，研究首次使用单原子分辨低压STEM-EELS成像技术，揭示了载体上Ir对Pt分散度的促进作用，为高效催化剂的设计提供了重要结构证据。
该成果不仅为氢能产业提供了新的碳中和技术范式，也为生物质资源的循环经济模式奠定了基础。
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《Advanced Functional Materials》丨神奇水凝胶，高盐废水不再是难题
具有分级结构的双网络水凝胶DNH，实现高蒸发速率和超耐盐性
高盐废水处理是水污染净化领域的重大挑战，传统方法如反渗透虽能去除盐分，但面临能耗高、膜污染等问题。
为此，中国科学院东北地理与农业生态研究所与清华大学合作，成功研发了一种具有分级结构的双网络水凝胶（DNH）。这种新型水凝胶通过多机制协同交联工艺制备而成，不仅具备高蒸发速率和超耐盐性能，而且其独特的分级结构能够优化蒸发表面的持续供水并增强光吸收效率。研究人员还通过调节水凝胶网络中的酰胺基团数量实现了高效水活化，在1sun光照条件下达到了4.0kg m⁻2 h⁻1的高蒸发速率，并且在连续12小时的高盐水蒸发测试中保持了稳定的蒸发速率，表现出了优异的抗盐析能力。
在实际应用中，DNH对重金属污染废水及苏打盐碱水表现出优异的处理效果。户外实验显示，DNH可高效去除海水中的多种离子，去除率高达99.999%。此外，它还展示了良好的除菌能力和水下超疏油性，对多种油类接触角超过145°，显示出卓越的防污能力。这项技术为高盐废水处理提供了新思路，提高了处理效率和可持续性。
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《Light: Science & Applications》丨“搭积木”技术让量子芯片更高效、更灵活
基于III-V量子点和电光4H-SiC材料的混合集成量子点微腔
近期，中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究团队在集成光量子芯片领域取得了重要进展。他们采用“搭积木”式的混合集成策略，将III-V族半导体量子点光源与CMOS工艺兼容的碳化硅（4H-SiC）光子芯片异质集成，构建了一种新型混合微环谐振腔。这种结构实现了单光子源的片上局域能量动态调谐，并通过Purcell效应提高了光子发射效率，为大规模集成提供了新方案。
研究团队使用微转印技术，将含InAs量子点的GaAs波导精准堆叠至4H-SiC制备的微环谐振腔上。低温共聚焦荧光光谱测试显示，由于高精度对准集成，光场能够高效传输，形成“回音壁”模式的平面局域光场，腔模品质因子达到7.8×103，展示了优异的光场局域能力。
此外，通过在芯片上集成微型加热器，实现了量子点激子态光谱的4nm宽范围调谐，使腔模与量子点光信号精准匹配，实现微腔增强的确定性单光子发射，Purcell增强因子为4.9，单光子纯度高达99.2%。
为了验证扩展潜力，研究团队在4H-SiC光子芯片上制备了两个间距250μm的量子点混合微腔，通过独立局域调谐克服了量子点生长导致的频率差异，实现了不同微腔间量子点单光子信号的频率匹配。这项工作不仅实现了光源调谐和Purcell增强，还展示了多节点扩展的能力，结合4H-SiC的电光调制特性，推动光量子网络向实用化迈进。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41377-024-01676-y#Sec8
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《Small》丨高性能热敏陶瓷材料应对极端温度挑战
高温热敏陶瓷微观结构与性能关系
针对航空航天发动机监测和新能源汽车热管理系统等高温极端环境的应用需求，高温热敏传感器需要具备宽温域稳定性和高灵敏度。传统热敏材料在极端温度下性能不稳定，而新兴的高熵材料虽具有良好的热/化学稳定性和协同强化机制，但其强晶格无序性导致载流子迁移率下降，影响电阻-温度响应精度。因此，开发兼具晶格稳定性和高效载流子传输的新材料成为关键。
中国科学院新疆理化技术研究所的研究人员基于氧空位调控机制，开发了具有褐钇铌矿结构的稀土铌酸盐（RENbO4，RE为稀土元素）高熵热敏陶瓷材料，并提出了熵工程协同异价取代策略。通过引入多元稀土离子A位和Sr2+异价掺杂，提升了氧空位浓度，优化了电子传输特性和晶格稳定性。研究显示，氧空位诱导的熵稳定机制能够调控材料微结构，形成孪晶畴、晶格畸变等特征，增强了温度-电阻响应的线性度和高温服役稳定性。
这种新型高熵热敏陶瓷材料表现出优异的环境适应性，适用于223K至1423K的宽温区范围，具备高热稳定性（1000小时后老化漂移率
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来源：科技北京