Author: Marie - 1ban.news

玛丽 青藏高原是地球上最高、最大的高原，面积约250万平方公里，既是全球生物多样性热点地区，也是农业已捉襟见肘的地区。陡坡上的作物种植和大范围的过度放牧长期以来一直威胁着长期生产力，在养活不断增长的人口与保护脆弱的高山生态系统之间造成了紧张关系。 王立京、波拉斯基及其同事发表在《PNAS》上的一项新研究表明，这些目标可能并不冲突，至少在稳定的气候条件下如此。问题是气候绝不稳定。 三十年的进步 研究人员追踪了1990年至2020年青藏高原的粮食生产情况，发现三十年间增长了32.33%。到2020年，高原每人每天生产2892.98千卡热量，超过了自给自足的阈值。 但这一产量是有代价的。大部分农田位于易受侵蚀的陡坡上，牲畜数量超过了草原的承载能力。农业系统是高产的，但不可持续。 更温暖、更湿润的未来 研究团队模拟了三种气候情景（SSP126、SSP245和SSP585，涵盖中度到高度排放），发现所有情景下青藏高原在未来几十年都将变得更加温暖和湿润。乍一看，这有利于农业：更长的生长季节、更多的降水和更高的潜在产量。 结合持续的农业进步、机械化、灌溉改善和更好的作物品种，模型预测即使农田面积减少10%，产量也可能增加。这一减少足以退耕所有陡坡耕地并减少牲畜数量，从而在维持粮食生产的同时逐步淘汰最破坏环境的做法。 在此情景下，关键的生态系统服务、碳固存、水资源保持和栖息地质量都将得到改善。 极端天气这个未知数 作者强调，风险在于这些预测假设的是平均条件。极端天气事件、干旱、雪灾、热应激，在高原上的发生频率和严重程度都在增加。在最坏情景下，这些极端事件可能降低作物产量和牲畜生产力，威胁最低营养摄入。 该研究的主要作者王立京和合著者斯蒂芬·波拉斯基（明尼苏达大学）指出，该模型为”协调粮食生产和保护目标提供了定量证据”，但随着气候极端事件的加剧，实现这种平衡的窗口正在缩小。 更广泛的关联性 青藏高原并非特例。粮食生产与生态系统保护之间的紧张关系是联合国可持续发展目标在全球面临的核心挑战。这项研究表明，农业集约化与战略性土地休耕相结合，可以减轻生态系统的压力，但这只有在气候保持在可预测范围内时才成立。 研究结果呼应了论文参考文献中引用的EAT-Lancet框架的更广泛信息：改造粮食系统不仅需要饮食和技术转变，还需要考虑到所有农业所依赖的气候日益不稳定的现实。 婷 翻译 来源： 1. Wang, L. 等。”Opportunity and risk in achieving food production and conservation goals at high altitude: Evidence from the Tibetan Plateau。” PNAS 123(28) (2026)。DOI：10.1073/pnas.2600030123

玛丽报道 几十年来，半导体行业的运作手册很简单：把晶体管做得更小，在芯片上塞进更多晶体管，计算能力就会提升。这本手册正在接近尽头。晶体管的尺寸正逼近硅原子结构和量子力学定律所设定的基本极限。 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的一个团队展示了一种不需要缩小单个组件的替代方法。相反，他们向上构建。 2026年5月发表在《自然》杂志上的这项研究由Lam、Yu、Cao及其同事完成，介绍了一种硅晶体管单片三维集成的方法，将多个电路层直接堆叠在同一个衬底上，并在晶体管级别进行连接。 “如果你看看晶体管的实际尺寸，它们并没有变小，”该研究的主要作者、UIUC材料科学教授Cao Qing表示。”如果我们想保持处理能力增长的趋势，就必须开始思考超越仅仅在单个表面上挤压更多器件。” 热屏障 垂直堆叠硅电路的根本挑战是热量。传统的硅晶体管制造需要高达1,000°C的温度，足以损坏或熔化任何下层电路层中的金属布线。此前的3D集成尝试使用了可在较低温度下加工的替代材料：金属氧化物、碳纳米管或多晶硅。所有这些材料与单晶硅相比，电性能都较差。 伊利诺伊大学团队通过让硅本身变得足够薄来解决这个问题，使其可以在更低的温度下加工。他们使用了超薄单晶硅纳米膜，仅10纳米厚，大约相当于一个蛋白质分子的大小，通过滚压层压工艺转移到衬底上。 由于这些膜非常薄，它们具有机械柔韧性，无需高温键合即可贴合底层表面。整个制造过程在400°C或更低的温度下运行，与后端工艺兼容，这意味着在构建上层时下层中的金属布线不会受损。 他们构建的成果 该团队展示了一个三层芯片，每层有625个晶体管。虽然与现代处理器中数十亿个晶体管相比微不足道，但这一成就证明了该方法在晶圆尺度上可行（已在200毫米晶圆上得到验证）。 关键性能指标令人瞩目。堆叠硅晶体管的电流密度超过每微米650微安，比用金属氧化物或碳纳米管等替代材料构建的芯片高3-4倍。层间对准精度低于10纳米，意味着各层能够以足够高的精度对准，以实现高密度垂直连接。 该团队还展示了在三层上运行的功能性逻辑门，反相器、NAND、NOR和SRAM存储单元。”今天，在单个平面上需要六个晶体管来存储一个比特的信息，”Cao说。”通过这种方法，你可以获得相同的功能，但空间占用减少了，同时层间通信变得更加快速和高效。” 未来之路 这些晶体管的性能接近前沿硅MOSFET（当今芯片的标准构建模块），超过了所有此前报道的后端兼容晶体管技术。研究人员认为，在未来的迭代中可以增加更多层。 这项研究解决了半导体行业最紧迫的挑战之一。随着晶体管微缩速度放缓，垂直集成被广泛认为是继续提高计算密度的最可行路径，特别是对于AI和其他数据密集型工作负载，这些工作负载受益于处理与内存之间更短的距离。 从625个晶体管的概念验证过渡到商业芯片所需的数十亿个晶体管需要重大的工程努力。但单晶硅，驱动所有现代计算机的相同材料，可以在低温和高性能下堆叠的证明，开辟了一条无需放弃行业最成熟制造基础设施的道路。 婷 翻译 来源： 1. Lam, B. 等。”Monolithic three-dimensional integration of silicon transistors.” Nature 654, 652–659 (2026). DOI：10.1038/s41586-026-10496-6 2. McEachran, R. “New 3D silicon chip stacks circuits on top of each other to boost computing power.” Live Science（2026年7月16日）https://www.livescience.com/technology/electronics/new-3d-silicon-chip-stacks-circuits-on-top-of-each-other-to-boost-computing-power

2025年12月31日，特朗普政府终止了热泵的2,000美元联邦税收抵免，许多观察人士预计销量将大幅下滑，就像三个月前7,500美元的电动汽车税收抵免到期时那样。电动汽车销量暴跌，随后开始缓慢正常化。 但热泵的情况并非如此。 2026年第一季度，美国热泵出货量从12月到1月保持平稳，随后在春季逐步上升，季节性增长强于往年。热泵在2026年第一季度的销量超出燃气炉32%，延续了连续四年的趋势。过去15年间，美国热泵销量翻了一番。 “美国热泵市场似乎已经足够强大，不再依赖税收抵免，”加州大学伯克利分校能源经济学家卢卡斯·戴维斯在一项新分析中告诉《麻省理工科技评论》。 达到逃逸速度的技术 与电动汽车的对比具有启发意义。当7,500美元的电动汽车税收抵免于2025年9月结束时，销量急剧下滑，随后开始缓慢正常化。相比之下，热泵几乎没有受到冲击。 分析师表示，这一差异反映了该技术的内在价值主张。热泵利用电力移动热量，而非通过燃烧燃料产生热量，这一过程的效率是最好燃气炉的2到4倍。仅较低的运营成本就足以证明前期投资的合理性，即使没有补贴。 “税收抵免并非推广的主要驱动力，”凯西·克朗哈特写道。热泵市场似乎已经跨过了技术能够自我推广的门槛。 全球趋势 美国的模式反映了更广泛的全球推广趋势。国际能源署报告称，中国和德国也出现了强劲的热泵增长，这得益于监管、天然气价格上涨以及消费者意识的提高。 在美国，2022年的《通胀削减法案》将2,000美元的税收抵免作为建筑电气化更广泛努力的一部分。建筑物直接占美国温室气体排放量的大约13%（加上间接电力排放后更多），这使得热泵推广成为脱碳的重要杠杆。 数据显示 美国热泵出货量在过去15年间翻了一番。自2022年以来，它们每年都超过燃气炉。税收抵免后的平稳期和逐步上升是最强烈的信号，表明这项技术已不再依赖联邦激励。 “新技术的推广很少有直路可走，”克朗哈特指出，但热泵似乎正在克服剩余的障碍：前期成本、安装人员可用性以及寒冷天气下的性能（现代寒冷气候热泵在冰点以下仍能保持效率）。 《麻省理工科技评论》在2024年将热泵评为突破性技术，这一评价现在看来颇具先见之明。该技术在联邦支持撤回后表现出的韧性表明，美国热泵转型已不再是政策驱动的实验，而是市场驱动的现实。 婷 翻译

大语言模型已经改变了机器处理文本的方式，但它们学习”分子几何语言”（原子在三维空间中的排列）的能力在很大程度上仍未得到探索。加州大学伯克利分校Joseph Cavanagh和Teresa Head-Gordon领导团队的一篇新预印本表明，答案是：出奇地好。 研究人员在最前沿的LLM上对分子几何结构进行了微调，发现这种方法在预测平衡结构和生成多样化的构象体方面优于专业深度学习模型，同时保留了模型预训练的自然语言能力。 笛卡尔坐标 vs Z矩阵 分子可以通过两种主要方式在三维空间中描述。笛卡尔坐标（每个原子的x、y、z位置）直观且广泛使用，但它们在旋转或平移下不具有不变性，用不同方向描述的同一分子，对模型来说看起来像不同的结构。 Z矩阵是计算化学中常见的一种较老表示法，它使用键长、键角和二面角来指定每个原子相对于先前放置原子的位置。这种表示法固有地捕捉了分子的关系结构，哪些原子与哪些原子成键、以什么距离、以及相对于相邻原子的方向如何。 团队发现两种表示法都有效，但Z矩阵明显更优。”表示为Z矩阵的几何结构固有的不变性和关系性质为LLM适配提供了更好的语法，”作者写道。 性能与实际意义 微调后的LLM在预测平衡结构（分子采用的最低能量几何结构）和生成多样化、化学上合理的构象体（具有相似能量的替代三维排列）方面，优于包括图神经网络和等变网络在内的专业深度学习模型。 这种方法也异常简单：无需复杂的架构更改、无需自定义损失函数、无需领域特定的特征工程。标准的LLM微调过程，将分子几何结构视为令牌序列，只需极少的修改即可工作。 关键在于，团队证明在微调数据中混合少量自然语言提示-响应对，几乎保留了模型所有的预训练语言能力。这意味着同一个模型既能预测分子几何结构，又能回答化学相关问题，这种双重用途能力为多任务科学智能体打开了大门。 药物发现的新工具 准确的分子几何结构是计算药物发现的先决条件：预测药物候选物如何与蛋白质靶点结合、在溶液中如何表现以及可以采取哪些构象，都依赖于了解其三维结构。目前的方法，密度泛函理论（准确但缓慢）和专业机器学习模型（快速但受训练数据限制），各有权衡。 能够生成高质量几何结构同时保留通用语言能力的LLM，可以作为计算化学的灵活前端，生成候选结构，然后用更昂贵的方法进行精炼。 注意事项 作为2026年7月15日发布在arXiv上的预印本，这项工作尚未经过同行评审。该研究侧重于小型有机和药物样分子；在更大系统（肽、蛋白质或无机配合物）上的性能尚未得到验证。与专业模型的比较很有前景，但需要独立的验证。 来源： 1. Cavanagh, J.M. 等人。”How Well Can Frontier Large Language Models Generate Structures? High Quality Prediction of Molecular Geometries with Help from Fine-Tuning.” arXiv:2607.13350 (2026)。https://arxiv.org/abs/2607.13350 婷 翻译

当特朗普政府于2025年12月31日终止了对热泵的2000美元联邦税收抵免时，许多观察人士预计销量将大幅下降，就像三个月前7500美元的电动汽车税收抵免到期时电动汽车市场遭遇的那种断崖式下跌。当时电动汽车销量暴跌，之后才开始缓慢复苏。 但热泵的情况并非如此。 2026年第一季度，美国热泵出货量从12月到1月保持平稳，随后在春季逐步上升，季节性增长强于往年。2026年第一季度，热泵销量超出天然气炉32%，这一趋势已连续保持四年。过去15年间，美国热泵销量翻了一番。 “美国热泵市场似乎已经强大到不再依赖税收抵免的程度，”加州大学伯克利分校能源经济学家卢卡斯·戴维斯在MIT Technology Review的一项新分析中表示。 达到逃逸速度的技术 与电动汽车的对比具有启发性。当2025年9月7500美元的电动汽车税收抵免结束时，销量断崖式下跌，之后才开始缓慢恢复正常。相比之下，热泵几乎未受影响。 分析师表示，这种差异反映了该技术本身的内在价值。热泵利用电力来转移热量，而非通过燃烧燃料来产生热量，这一过程的效率即使是最好的燃气炉也望尘莫及，是其两到四倍。仅较低的运营成本就足以证明前期投资的合理性，即使没有补贴也是如此。 “税收抵免并非推广的主要驱动力，”凯西·克朗哈特为MIT Technology Review报道指出。热泵市场似乎已经跨越了一个门槛，技术本身就能卖得动。 全球趋势 美国的模式反映了更广泛的全球普及趋势。国际能源署报告称，中国和德国也出现了强劲的热泵增长，这得益于监管、天然气价格上涨以及消费者意识提高的共同推动。 在美国，2022年的《通胀削减法案》将2000美元的税收抵免作为建筑电气化更广泛举措的一部分。建筑物直接占美国温室气体排放量的约13%（如果计入间接电力排放则更多），这使得热泵的采用成为脱碳的重要杠杆。 数据说明什么 美国热泵出货量在过去15年间翻了一番。自2022年以来，它们每年都超过燃气炉销量。税收抵免后的平稳期和逐步上升是最强烈的信号，表明该技术已不再依赖联邦激励措施。 “新技术的推广很少有一条笔直的道路，”克朗哈特指出，但热泵似乎正在克服其剩余的障碍：前期成本、安装人员的可用性以及寒冷天气下的性能（现代寒冷气候热泵在冰点以下仍能保持效率）。 MIT Technology Review曾在2024年将热泵评为突破性技术，这一称号现在看来颇具先见之明。该技术在联邦支持撤回后的韧性表明，美国的热泵转型不再是一场政策驱动的实验，而是一个市场驱动的现实。 来源： 1. Crownhart, C. “Why heat pumps are still so hot in the US.” MIT Technology Review（2026年7月16日）.https://www.technologyreview.com/2026/07/16/1140505/heat-pump-sales-us/ 2. Davis, L. “Will U.S. Households Still Buy Heat Pumps Without a Tax Credit?” Energy Institute at […]

所有传统光学滤波器的工作原理相同：让特定波长的光通过，阻挡其他波长的光，利用材料的吸收或干涉特性。滤色片、偏振片和二向色镜都依赖于光作为单个光子时的行为。 但光具有仅在集体层面才显现的特性。来自激光的光子流与热源发射的光子流表现不同,,不是在颜色或亮度上，而是在光子如何聚集上。激光光子以随机间隔到达（一种称为二阶相干性 g⁽²⁾(0) = 1 的特性），而热光显示出光子聚束（g⁽²⁾(0) = 2），某些量子源中甚至出现更强的相关性。这些差异编码了光的量子统计特性，而在此之前，没有材料能够区分它们。 由 Chao You 领导的团队改变了这一点。在《自然》杂志上，他们介绍了量子统计等离子体超晶体,,一种纳米结构金表面，能够根据光的 g⁽²⁾(0) 值而非波长进行过滤。该工作附有伦敦国王学院 Sebastian Golat 的新闻与观点文章，他称这是首次展示能够操控光集体量子特性的材料。 作为量子筛的超晶体 该器件由 100 个金纳米天线（每个 200×400 纳米）组成，排列在玻璃上的 110 纳米金膜上，间距为 1 微米，并配有耦合输入光栅。该结构支持表面等离子体共振,,集体电子振荡,,其相邻纳米天线之间的近场相互作用产生依赖于入射光子相关性的干涉图案。 关键见解借鉴自固体物理学：正如半导体具有禁止某些电子能量的电子带隙一样，等离子体超晶体为特定 g⁽²⁾(0) 值创建了禁止统计带。量子统计落在允许带内的光基本不变地通过。落在禁止带内的光被过滤,,其相干性向最近允许状态偏移。 Golat 在随附的新闻与观点文章中指出，该概念在 2018 年由 Mouloudakis 和 Lambropoulos 在理论上进行了预测（《物理评论 A》，第 97 卷，053413），但 You 的团队提供了首次实验实现。 观察滤波器的工作 团队用 13 种不同的多光子源测试了超晶体，覆盖从相干（g⁽²⁾(0) = 1）到超热（g⁽²⁾(0) = 3）的范围，这些光源通过将 780 纳米连续波激光聚焦在旋转毛玻璃上并在不同位置收集散射光而产生。 结果与理论预测相符： 相干光（g⁽²⁾(0) […]

全球粮食系统陷入一个悖论：它为不断增长的人口生产了足够的卡路里，但却贡献了约三分之一的温室气体排放，导致森林砍伐，并使世界一半以上的人口无法负担或获得健康饮食。当前粮食生产的隐性成本估计每年达10至20万亿美元，这一数字包括环境破坏、生物多样性丧失和饮食相关疾病。 由吉布森及其同事领导的国际建模团队在《自然》杂志上发表的一项新研究，探讨了如果世界认真着手改变方向，实际会发生什么。他们的答案来自一个由10个模型组成的集合，即全面转型将从根本上重构全球农业，打破土地用途、畜牧生产和排放方面的历史趋势。 情景设定 该研究模拟了一个建立在三大支柱上的”转型后粮食系统”：普遍采用EAT-柳叶刀2.0参考饮食（以植物为主的饮食模式，强调蔬菜、水果、豆类、坚果和全谷物，同时限制红肉、糖和饱和脂肪）；农业生产力持续提高；以及粮食损失和浪费减少50%。 这个名为EL2的情景通过10个全球经济和生物物理模型运行，包括MAgPIE、GLOBIOM、IMAGE和AIM，每个模型对土地生产力、贸易反应和消费者行为都有不同的假设。这种集合方法旨在捕获一系列可能的结果，而非单一预测。 模型发现 结果在规模和方向上均令人瞩目。在EL2情景下，到2050年： 农业用地减少2.74亿公顷，这是2000多年来的最大绝对降幅，全球农田将回到约1970年代的水平。 反刍动物肉类产量下降53%（模型间范围：77%至15%），反刍动物总数降至1996年水平，比2020年减少4亿头。 非反刍动物肉类（禽肉、猪肉）下降14%。 乳制品产量下降27%，但由于产量提高，奶牛数量仅下降3%。 谷物和糖料作物产量分别下降23%和34%。 蔬菜、水果、坚果和豆类平均增长23%，但各模型间的范围很广（从下降45%到增长53%），反映了生产系统转型速度的不确定性。 农业非二氧化碳温室气体排放量比基线情景低34%，比2020年水平低20%，相当于减少12亿吨二氧化碳当量。 农业产出价值的结构性变化更为显著。在转型情景下，畜牧业占农业总价值的份额从36%（基线情景）下降到20%，而蔬菜、水果、坚果和豆类部门从34%上升到58%。反刍动物肉类的价值下降了81%，为1961年以来的最低水平。 地区赢家与输家 模型预测在全球范围内并不均匀。在EL2情景下，撒哈拉以南非洲的农业产出价值增长了60%，主要受蔬菜、水果、坚果和豆类需求增加以及生产力提高的推动。印度的价值增长了40%。 相比之下，中国和巴西分别大幅下降42%和35%，反映了它们作为世界最大动物饲料生产国和牲畜出口国的角色。欧洲和美国提高了反刍动物出口在生产中的份额，而南美和中美洲的出口份额则有所下降。 与历史的决裂 作者强调，最引人注目的发现是，这一转型将打破数十年来的稳定历史趋势。农业用地在一些地区一直在逐步减少，但EL2情景下2.74亿公顷的减少在现代是无与伦比的。牧场缩减的速度约为2000年至2020年期间观察到的2.5倍。 作者指出，这种规模的转型将需要全球粮食系统中养殖动物角色的范式转变。它也将产生新的挑战：目前约65%的放牧土地不适合农作物生产，可能会被废弃，这引发了关于农村生计、土地管理和生态系统恢复的问题。 局限与不确定性 这项研究是情景分析，而非预测。它假设饮食偏好的转变是无成本的，模型没有考虑行为惯性、文化抵制或行业反对。作者承认，将数亿人转向不同饮食的真正挑战，特别是在超加工产品主导的饮食环境中，是一个重大障碍。 当前粮食系统每年10至20万亿美元的隐性成本估算来自EAT-柳叶刀2.0委员会（《柳叶刀》，2025年），包括饮食相关疾病的健康成本、环境破坏和生物多样性损失。《自然》杂志的研究模拟了生产侧的转型，但并未独立估算这些协同效益。 两种情景下的农业就业人数中位数下降28%，但构成发生了变化：EL2情景下作物部门的就业比基线情景高17%，而畜牧业的就业则低36%。作者提醒，支持转型工人和社区的政策至关重要。 来源： 1. Gibson, M. et al. “Food systems transformation would reshape global agriculture.” Nature (2026). DOI：10.1038/s41586-026-10775-2 2. EAT-Lancet 2.0 Commission. The Lancet 406(10512), 1625–1700 (2025). DOI：10.1016/S0140-6736(25)01201-201201-2) 婷 翻译

一个研究小组在北大西洋西部海底发现了一片广阔的玻璃质熔岩场，它不符合任何现有的火山喷发模型。以《权力的游戏》中的黑龙命名的巴雷里恩熔岩场，可能代表了一种此前未被认识到的火山活动形式。 这一发现是在蒙特利尔举行的全球最重要地球化学会议,,戈尔德施密特会议上，由阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的地球化学家弗劳克耶·范德兹万公布的。”这可能是一种常见但不可见的火山活动形式，”她在会议上说。 海底的异常现象 巴雷里恩熔岩场覆盖约360平方公里，形成一片异常平坦的玻璃质玄武岩层。它远离任何俯冲带、大洋中脊或已知火山热点，坐落于本应被厚厚沉积物覆盖的2000万年历史的大洋地壳之上。 此前一次研究航次的声学数据首次标记了这一异常现象：在软沉积物应该占主导的地方，硬岩就埋在沉积物之下。随后一次为期六周的专项航次确认了熔岩场并采集了样本。对熔岩流上方和下方保存的贝壳进行测年，确定喷发发生在大约5万年内，从地质学角度看属于近期。 熔岩本身呈玻璃质，表明喷发时温度高、流动性强，在海底铺展成薄层，而非形成板内火山活动典型的那种锥形海山。它也没有显示任何地表变形、隆起、地堑或塌陷，表明岩浆上升喷发时没有产生火山学家预期的任何构造特征。 “成分太奇怪了，”分析样本的西澳大利亚大学实验岩石学家伊斯拉·埃扎德说。”它们与我们的预期相去甚远。似乎没有相关的表面变形。就像是有人秘密地放了些熔岩，却根本没有原因。” 可能的解释 范德兹万解释说，主要假说涉及一块来自下地幔的致密辉石岩,,辉石岩块体沉入地球深处，然后被地幔缓慢的对流环流带回。由于辉石岩比周围的橄榄岩地幔更容易熔化，它会形成一个浮力岩浆囊，最终喷发到海底。 这样一个块体如何在远离任何俯冲带（地表岩石通常在此被带向下方）的地方循环穿过深部地幔，目前仍不清楚。巴雷里恩熔岩的化学成分与任何已知的海底玄武岩分类都不一致，包括大洋中脊玄武岩、洋岛玄武岩和弧后盆地玄武岩。 如果假说成立，巴雷里恩将加入一个不断增长的火山异常名单，挑战现有的理论框架。这些异常包括”小点”火山（俯冲带附近古老洋壳上的小型年轻火山）以及埃特纳火山提出的新型板内火山活动。 这种火山活动可能常见却被忽视吗？ 研究小组已经在约400公里外确定了一个具有类似声学特征的第二个地点：在一个没有明显火山源的地方，硬岩浅浅地埋在沉积物之下。这提出了一个可能性：巴雷里恩型熔岩场并不罕见，而只是被忽视了。 标准的海底测绘侧重于地形高地：海山、海脊和从深海平原上升起的火山锥。与周围海底齐平的平坦熔岩场，在优先考虑水深特征的测绘中是不可见的。 生态影响是显著的。从海绵到珊瑚，深海生物通常依赖硬质基底附着。”很多生命需要岩石，”范德兹万指出。覆盖大片深海平原的平坦熔岩场可能从根本上改变深海的栖息地结构。 从行星尺度来看，这一发现可能改变对远离板块边界发生的火山活动量，以及通过此类隐藏喷发在地球内部和表面之间交换的碳和硫量的估计。 会议披露 巴雷里恩熔岩场是作为正在进行的研究在2026年戈尔德施密特会议（蒙特利尔，7月12日至17日）上公布的。同行评审论文尚未发表。报道这一发现的《科学》AAAS新闻文章于2026年7月15日发表。”我们还有很多发现要做，”未参与此项工作的洛桑大学塞巴斯蒂安·皮莱在《科学》杂志的报道中说。”这些都是关于地球熔岩开辟了许多新问题的事情。” 来源： 1. Dinneen, J. “Undersea lava flows named after Game of Thrones dragon may reveal a new type of volcanism.” Science AAAS（2026年7月15日）. DOI：10.1126/science.znrp92j 2. 弗劳克耶·范德兹万（KAUST）在2026年戈尔德施密特会议上的报告，加拿大蒙特利尔（2026年7月12日至17日）。 婷 翻译

慢性神经病理性疼痛，即初始神经损伤愈合后仍长期持续的疼痛，以其难以治疗而闻名。部分问题在于其背后的生物学是一个移动的目标：脊髓在细胞和分子层面响应持续的疼痛信号而自我重新布线，到患者寻求治疗时，该系统已与其原始状态根本不同。 由新南威尔士大学和德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员发表在《自然·通讯》上的一项新研究，提供了迄今为止最详细的这种重新布线图景。由Lipin Loo和G. Gregory Neely领导的团队使用单核RNA测序和空间转录组学技术，绘制了患有慢性神经病理性疼痛的雄性小鼠在有效治疗前后整个脊髓细胞景观的完整图谱。 广泛而协调的响应 研究结果揭示，慢性疼痛并非局限于单一细胞类型或信号通路的问题。周围神经损伤后，脊髓在多个细胞群体中经历了突触和兴奋性通路的广泛上调不仅在直接处理疼痛信号的背角神经元中，而且在胶质细胞中：小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞。 这是一种从根本上非神经元中心的慢性疼痛图景。长期以来被视为被动支持细胞的胶质细胞，与神经元一同经历转录重编程，表明慢性疼痛涉及一种协调的组织级响应，整个脊髓生态系统向促兴奋状态转变。 空间组织的重要性 空间转录组学一种保留脊髓内基因表达物理位置的技术的使用使团队能够绘制这些转录变化发生的位置。上调并非均匀分布；它集中在背角，即来自身体的疼痛纤维首先与脊髓神经元形成突触的区域，但也延伸到周围区域，表明疼痛状态超越了经典的疼痛处理回路。 在人类中的保守性 一个对转化研究至关重要的发现是，在小鼠中鉴定的核心细胞群体和通路在人类脊髓中是保守的。团队使用器官捐献者的组织验证了其结果，确认了相同的细胞类型和兴奋性程序在人类中存在。 这意味着靶向小鼠中这些通路的药物或基因治疗有合理的机会作用于人类患者中的相同靶点这是一个不平凡的发现，因为许多在啮齿动物中鉴定的有希望的疼痛靶点未能成功转化。 治疗逆转特征 该研究还包括一个治疗组：患有慢性疼痛的小鼠接受了有效的镇痛治疗。治疗后，损伤诱导的转录程序被广泛抑制，许多基因恢复到基线表达水平。 这有两个重要意义。首先，它证明慢性疼痛的转录特征是可逆的当疼痛得到有效治疗时，脊髓可以恢复到接近正常的状态。其次，它为评估新的疼痛疗法提供了分子读数：药物开发者可以不再仅仅依赖行为疼痛测定（在动物中主观且变异大），而是使用脊髓转录特征作为治疗效果的定量生物标志物。 对患者的重要性 神经病理性疼痛影响全球7-10%的人口，是慢性阿片类药物使用的最常见原因。现有治疗方法加巴喷丁类药物、抗抑郁药、局部用药仅在少数患者中有效，且常伴有显著的副作用。 这项新研究提供了一个全面的分子靶点列表：慢性疼痛中上调的特定基因和通路、表达它们的细胞类型以及响应的空间组织。每一个基因都是一个潜在的药物靶点；每一种细胞类型都是基因治疗的潜在递送靶点。 发现胶质细胞是慢性疼痛状态的主要参与者尤为重要，因为胶质靶点在很大程度上被制药公司的疼痛项目所忽视，而这些项目 overwhelmingly 集中在神经元上。 局限与注意事项 该研究仅在雄性小鼠中进行。疼痛处理中的性别差异已有充分文献记载，雌性小鼠可能表现出不同或额外的脊髓特征。作者指出这是一个局限性，并呼吁在雌性中进行后续研究。 治疗组中使用的有效疼痛疗法在已发表的摘要和方法中并未指明名称，作者将其称为”有效的疼痛疗法”。使用临床批准的药物进行独立重复实验将加强其转化说服力。 人类验证使用了无慢性疼痛的器官捐献者组织，这意味着建立了人类”基线”，但人类慢性疼痛特征本身并未被直接观察到。保守的细胞群体提示这些通路存在，但它们是否在人类慢性疼痛患者中上调仍有待确认。 来源 1. Loo, L., Fujikake, K., Winters, B. L., Cunliffe, G., Saad, S., Clark, T., Hamoudi, Z., Manion, J., Caron, L., Davis, O. C., Tavares-Ferreira, D., Shiers, S., Powell, […]

过去十年间，锂离子电池一直是储能领域无可争议的王者，为从智能手机到电动汽车、再到电网级储能设施的一切设备提供电力。但锂价格昂贵、地缘政治集中度高，且价格波动剧烈。其继任者可能由地球上最丰富、最廉价的元素之一钠制成。 2026年4月，全球最大电池制造商CATL宣布将在年底前开始量产钠离子电池，并已与一家汽车制造商和一家储能供应商签署协议。这一公告标志着钠离子技术已从实验室中的新奇事物跨越到工业现实。 关键数字 钠离子的经济论据很简单。工业前驱体碳酸钠每吨价格为200至280美元。电池级碳酸锂每吨价格为20,000至25,000美元高出约100倍。钠在地壳中的丰度是锂的1,000倍以上，在海洋中的丰度更是高达锂的60,000倍。 “这几乎是一种取之不尽的资源，”CATL发言人张逸志表示。 CATL的第一代钠离子电池能量密度达到每千克175瓦时，远期目标为200 Wh/kg。这低于先进锂镍锰钴（NMC）电池的300+ Wh/kg，但与目前主导固定储能市场和入门级电动汽车的磷酸铁锂（LFP）电池相当。 钠离子在成本之外具有明显优势的是安全性和环境耐受性。钠离子电池的易燃性显著低于锂离子电池尤其是NMC化学体系并且能在低至-40°C的温度下工作，而锂离子电池在此温度下难以运作。 工作原理 CATL的钠离子化学体系采用普鲁士白正极一种与颜料普鲁士蓝相关的钠、氮、铁、碳化合物与碳基负极配对。负极使用廉价的铝集流体代替铜，进一步降低材料成本。整个电池避免了高性能锂离子电池所必需的稀缺且有毒的重金属镍、锰、钴。 全球销量最大的电动汽车制造商比亚迪也在大力投资钠离子技术。中国制造商已开始生产由钠电池驱动的摩托车和小型汽车。在美国，初创公司Alsym（马萨诸塞州莫尔登）正在开发其自己的钠电池技术。 市场前景与争议 钠离子能否在规模化后从价格上击败锂，仍是一个激烈争论的问题。CATL预计在2026年底前与LFP实现成本平价。总部位于爱丁堡的咨询公司Wood Mackenzie预测平价要到2035年才会到来。彭博新能源财经分析师Evelina Stoikou指出：”因为这是一项新技术，且尚未广泛部署，估算存在很大的误差范围。” 以乐观预测闻名的埃因霍温理工大学能源分析师Auke Hoekstra表示：”老实说，我没料到会进展这么快而我通常是被视为乐观主义者的那个人。” 最可能的早期应用是低成本电动汽车尤其是在续航需求适中的中国和新兴市场以及大规模固定式电网储能，其能量密度不如每千瓦时成本重要。LFP的先例具有启发性：LFP的能量密度约为先进NMC的三分之二，但由于更便宜、更安全、寿命更长，目前主导了固定储能市场。 回收悖论 一个意外发现是：钠离子电池可能过于廉价，以至于在没有政府补贴的情况下回收它们会亏损。帝国理工学院研究员Yun Zhao计算得出，鉴于废旧钠离子电池的材料价值较低，回收的经济性无法独立成立。除非从一开始就设计好回收基础设施，否则这可能造成类似于当前太阳能电池板处理问题的废物管理挑战。 意义所在 交通电气化和可再生能源扩张都依赖于廉价、充足的电池储能。锂离子电池自2010年以来实现了惊人的成本降幅超过90%但根本的材料约束并未消失。钠离子提供了一条不受稀缺资源、波动性大宗商品市场或集中供应链约束的电池化学路径。 如果CATL的制造扩产成功，2026年将被铭记为电池行业钠未来开启的一年。 婷 翻译 Source 1. Castelvecchi, D. (2026). Beyond lithium: how sodium-ion batteries could change the world. Nature, 655, 562-564. https://doi.org/10.1038/d41586-026-02150-y