科学

对于同时患有终末期肾病和终末期膀胱功能障碍的患者，传统标准治疗方案一直是肾移植联合尿流改道术，通过肠段重新引导尿液，这会带来感染、代谢紊乱和生活质量下降的风险。包含膀胱本身的移植一直是外科领域的期望，但获取、保存和吻合完全血管化膀胱的技术挑战使其遥不可及。 现在不再是了。 来自加州大学洛杉矶分校和南加州大学的外科团队实施了首例人类死亡供体膀胱和肾脏联合移植手术。该病例发表在2026年7月4日的《柳叶刀》上，经过六个月以上的随访，结果令人鼓舞，足以标志一个真正的外科里程碑。 患者与手术过程 受者为一名41岁无肾男性，患有高血压导致的终末期肾病（腹膜透析7年）并同时患有终末期膀胱功能障碍。供者为一名ABO血型相容的35岁女性，患有终末期缺氧性脑损伤。 这例8小时的手术涉及整体获取肾脏和膀胱及其完整的血管蒂，意味着两个器官作为一个单一的血管化单元从供者体内取出。随后膀胱作为血管化复合同种异体移植物（VCA）进行移植，其自身血液供应直接吻合到受者的脉管系统。这与早期的方法（如”膀胱补片技术”）有根本区别，后者使用非血管化的供者膀胱段作为支架，而非活性复合移植物。 结果 移植后超过六个月，结果令人瞩目： 肾功能：稳定的eGFR为52–55 mL/min/1.73 m² 膀胱容量：600 mL，在正常生理范围内 控尿能力：完全 自主排尿：实现，最大尿流率17 mL/s，残余尿量可忽略不计 排斥反应：连续膀胱活检显示细胞介导和抗体介导的排斥反应均为阴性 免疫抑制方案：他克莫司、霉酚酸酯和泼尼松三联疗法（标准肾移植方案） 该病例并非没有并发症。术后第25天，患者出现耻骨上引流管道的尿漏伴伤口裂开，属于Clavien-Dindo 4级并发症，需要ICU管理。经外科处理后恢复良好，随访期间未再发生威胁移植物的不良事件。 重要性 该病例的意义超越了单个患者。历史上，膀胱和肾脏联合衰竭的患者面临两种选择：单独的肾移植配合永久性尿流改道（需要肠段和外部集尿袋），或终身透析。VCA膀胱方法提供了无需肠道介入即可恢复正常排尿功能的可能。 该试验按照IDEAL外科创新框架（McCulloch等，《柳叶刀》，2009年）构建，为首次人体手术提供了伦理保障。重要的是，入选标准仅限于已经需要或符合肾移植候选者资格且可能需要免疫抑制治疗的患者，从而最大限度地降低了联合手术的额外风险。 该病例是正在进行的0期可行性试验（注册于ClinicalTrials.gov NCT06337942和NCT05462561）的一部分，加州大学洛杉矶分校肾脏和膀胱移植项目的Nima Nassiri和南加州大学生殖泌尿VCA移植项目的Inderbir S. Gill将其描述为技术性概念验证，而非广泛适用的治疗方法，至少目前如此。 未来展望 当前的问题是结果能否在更大规模的队列中复制，该试验正在积极招募。长期问题包括膀胱移植物功能在数年而非数月内的持久性，膀胱成分中慢性排斥反应的发生率（可能与肾脏不同），以及VCA方法能否扩展到其他盆腔器官。 就目前而言，该领域有了一个新的数据点和新的方向：一个完全血管化的功能性膀胱可以与肾脏一起移植，并在六个月内维持正常的容量、控尿能力和感觉。这还不是针对所有膀胱衰竭患者的治疗方法。但它开辟了一条前所未有的道路。 资助：美国泌尿外科学会研究学者奖、国家肾脏注册中心、OneLegacy、加州大学洛杉矶分校泌尿外科 来源 Nassiri, N. and Gill, I.S. “Combined bladder–kidney transplantation: first-in-human feasibility trial.” The Lancet 408(10549), 31–37 (2026). DOI：10.1016/S0140-6736(26)00718-X00718-X) 婷 翻译

专为多光谱隐蔽而设计的材料面临一个根本性的权衡。要在一种颜色——例如蓝色，以融入天空背景——下可见，材料必须吸收和反射特定的可见光波长。但在热成像仪工作的中红外波段，它必须对红外辐射保持透明才能不可见。问题在于，产生可见颜色的电子过程通常与吸收中红外光的晶格振动相耦合，尤其在高温下。 航空航天应用——无人机、飞机、卫星——中的这一权衡尤为严峻。表面因发动机排气和太阳辐射而升温，这种热量驱动中红外窗口（3–5 μm和8–14 μm）中的声子介导吸收，使物体即使在肉眼看来呈蓝色，在热成像中仍可见。 武汉纺织大学和华中科技大学的一个团队现已展示了一种打破这种耦合的材料。在《自然·通讯》上，朱子远、张瀚元及其同事报告了一种二维形式的钇锰矿（YMnO₃），可同时实现蓝色可见光伪装和中红外透明——并且在高温下仍能保持这两种性质。 工作原理 块体YMnO₃是一种多铁性氧化物——同时表现出铁电和反铁磁行为——通常呈六方晶体结构。研究团队采用微波冲击非平衡合成法，将YMnO₃动力学稳定在二维六方形态——这是一种块体材料在平衡条件下无法维持的低维结构。 这种维度限制产生了一个关键效应：它抑制了材料内的长程极化贡献，同时通过刚性Mn–O多面体单元增强了短程键合。其结果是纵向光学–横向光学（LO–TO）声子分裂减少，剩余射线带膨胀受到抑制——这正是在高温下极性材料中通常引起中红外吸收的物理机制。 最终得到的材料在可见光谱中呈现蓝色（其电子带隙在适当范围内吸收和反射），同时在大气中红外窗口中保持透明。材料背后物体的热红外信号不受干扰地通过——伪装在热成像下不会”发光”。 重要性 现有的多光谱伪装方法各有局限性。基于二氧化钒（VO₂）的动态调节器需要可能与操作条件不匹配的开关温度。超表面和光子晶体带宽窄且制造成本高。多层Ge/ZnS发射器可实现红外伪装，但对可见光颜色的控制有限。 二维YMnO₃方法则不同：它是一种单材料、本质上的多光谱解决方案。其可见颜色是结构性的，源于电子能带结构本身，不依赖于染料降解或多层干涉。其中红外透明性由上述声子工程维持，而非动态切换。 注意事项 该论文以未编辑的早期访问手稿形式发表，意味着文字编辑尚在进行中。合成方法——微波冲击非平衡处理——是一种专业技术，其在工业或卷对卷制造中的可扩展性在现有文本中未涉及。同样，机械耐久性、环境耐受性（湿度、紫外线、磨损）以及长期热循环稳定性仍有待验证。 该研究聚焦于蓝色作为概念验证颜色。是否可以通过相同方法——通过掺杂或化学计量比调整电子能带结构——实现其他可见颜色，文中仅作为未来方向提出，尚未展示。 后续展望 该论文将其贡献描述为”范式”和”策略”，而非成品。关键进展在于证明了通过声子工程实现可见颜色与中红外透明性解耦，在单一热稳定氧化物中是物理可行的。这开辟了一个设计空间，可以用其他材料和其他颜色进行探索。 目前，二维YMnO₃仍是一个实验室示范。但它所解决的悖论——可见光伪装与热隐身性在高温下相互排斥——似乎已不再是材料科学的定律。 资金：国家自然科学基金（资助号见论文）。 婷 翻译 来源 Zhu, Z., Zhang, H., Xu, W., Wan, J., Hu, R., and Yao, Y. “Thermally stable 2D YMnO₃ enabling blue visible camouflage with mid-infrared transparency.” Nature Communications (2026). DOI：10.1038/s41467-026-75174-7

这不是你的错觉：根据英国气象局7月1日发布的临时数据，2026年6月是英格兰有记录以来最热的六月，也是整个联合王国第二热的六月。 英格兰当月的平均气温为17.1°C，比六月长期平均值高出近3°C，足以超越追溯至1884年的所有六月记录。 数据解读 引人注目的不仅仅是月平均值，而是推动这一数值的极端高温。6月26日星期五，诺福克郡灵伍德的气温达到37.7°C（99.9°F），这是英国有史以来六月份的最高气温，打破了1957年创下并在1976年著名热浪中被追平的35.6°C纪录。 东部和东南部地区受创最重。东盎格利亚录得六月区域平均最高值18.3°C，比区域平均值高出惊人的3.2°C。东南部和英格兰中南部平均气温为18.1°C（+2.9°C）。这些并非边缘性的记录；气候科学家将这些偏差描述为”异常”。 威尔士录得有记录以来第二热的六月，并在加的夫以35.9°C创下六月最高气温日纪录，打破了此前威尔士六月33.7°C的纪录。北爱尔兰以30.8°C追平了六月纪录。最高警戒级别的极端高温红色预警已对英格兰和威尔士部分地区发布，英格兰东部经历了前所未有的连续三天此类预警。 高温的成因 六月最后一周出现了 intense 的热浪，而此前六月上中旬已经相当炎热。夜间气温不低于20°C的”热带夜”数量在英格兰南部和东部异常偏高，阻碍了夜间降温，从而推高了月平均值。 英国气象局的艾米莉·卡莱尔指出，六月的异常高温符合一个更广泛的模式：2026年英国除一月外，每个月都高于平均值。 气候变化背景 这一记录不仅仅是天气新闻。世界天气归因组织得出结论，气候变化对六月热浪的强度”负有不可推卸的责任”，并且这样的六月气温在50年前”几乎不可能”出现。 BBC天气的分析明确指出了关联性：由于气候变化，热浪变得更加频繁和极端。自1975年以来西班牙的12次六月热浪中，有一半发生在上一个十年。 人员伤亡也日益显现。法国同期热浪的超额死亡估计在65岁及以上老年人群中超过1,000人；西班牙报告了1,029例超额死亡。虽然低于灾难性的2003年8月热浪（欧洲范围内30,000至70,000人死亡），但这些数字反映了随着基准气温上升而增加的复合风险。 记录的意义 单月记录并非趋势，但它们是信号。英格兰最热的六月出现在一个已经在欧洲大陆出现六月创纪录热浪的年份,,法国录得44.3°C,,以及气候模型长期以来预测的作为北极放大效应的偏北急流模式。 英国气象局的HadUK-Grid数据集（分辨率1公里，记录可追溯至1836年）提供了追踪这些变化的可靠观测基础设施。2026年六月的临时数据将在未来几个月内得到确认，但信号不太可能改变。 对于英国这个历史上不以极端夏季高温著称的国家而言，问题已不再是记录是否会被打破，而是更新的记录将以多高的频率、在旧记录之上多远的位置出现。 来源 英国气象局，《June 2026 weather stats: A regional breakdown》（2026年7月1日） Fawkes, C.，《England had its warmest June on record》，BBC Weather（2026年7月1日）https://www.bbc.co.uk/weather/articles/cjdg98g8lg8o 婷 翻译

为多光谱隐身而设计的材料面临一个根本性的权衡。要呈现某种颜色,,比如与天空背景融合的蓝色,,材料必须吸收和反射特定的可见波长。但要实现在热成像仪工作的中红外波段不可见，材料必须对红外辐射保持透明。问题在于，产生可见颜色的电子过程通常会与吸收中红外光的晶格振动耦合，特别是在高温下。 在航空航天应用,,无人机、飞机、卫星,,中，这一权衡尤为突出。表面因发动机排气和太阳辐射加热而升温，这种热量会在中红外窗口（3–5 μm和8–14 μm）中引发声子介导的吸收，使物体即使肉眼看起来是蓝色的，在热成像下仍然可见。 武汉纺织大学和华中科技大学的一个团队现已展示了一种打破这种耦合的材料。在《自然·通讯》上，朱子源、张翰元及其同事报道了一种二维形式的钇锰矿（YMnO₃），可同时实现蓝色可见迷彩和中红外透明性,,并在高温下保持这两种特性。 工作原理 块体YMnO₃是一种多铁性氧化物,,同时表现出铁电和反铁磁行为,,通常呈六方晶体结构。该团队所做的是利用微波冲击非平衡合成法，将YMnO₃动力学稳定在二维六方形态,,这是一种块体材料在平衡条件下无法维持的低维结构。 这种维度约束产生了关键效应：它抑制了材料内部的长程极化贡献，同时通过刚性的Mn–O多面体单元加强了短程键合。其结果是纵向光学–横向光学（LO–TO）声子分裂减小，以及Reststrahlen带扩展受到抑制,,这是在高温下极性材料中通常引起中红外吸收的物理机制。 其结果是一种在可见光谱中呈现蓝色（其电子带隙在适当范围内吸收和反射），同时在大气中红外窗口中保持透明的材料。材料背后物体的热红外信号可以无干扰地通过,,迷彩在热成像下不会”亮起”。 为何重要 现有的多光谱迷彩方法各有局限。基于二氧化钒（VO₂）的动态调节器需要可能不符合操作条件的开关温度。超表面和光子晶体带宽窄且制造成本高。多层Ge/ZnS发射器可以实现红外迷彩，但可见颜色控制有限。 2D YMnO₃方法则不同：它是一种单一材料的、本质上多光谱的解决方案。其可见颜色是结构性的，源于电子能带结构，不依赖于染料降解或多层干涉。其中红外透明性通过上述声子工程来维持，而非通过动态开关。 注意事项 该论文以未经编辑的早期访问手稿形式发表，意味着文字编辑工作尚在进行中。合成方法,,微波冲击非平衡处理,,是一种专业技术，其可扩展至工业或卷对卷制造的问题在现有文本中未涉及。同样，机械耐久性、环境耐受性（湿度、紫外线、磨损）以及长期热循环稳定性仍有待验证。 该工作以蓝色作为概念验证颜色。是否可以通过掺杂或化学计量比调控电子能带结构，用同样的方法实现其他可见颜色,,这被建议为未来方向，但尚未展示。 未来展望 论文将其贡献描述为一种”范式”和”策略”，而非成品。关键进展在于证明了通过声子工程实现可见颜色与中红外透明性的解耦，在单一热稳定氧化物中是物理可实现的。这开辟了一个可以用其他材料和其他颜色进行探索的设计空间。 目前，2D YMnO₃仍是一项实验室演示。但它所解决的悖论,,可见迷彩与热隐身性在高温下相互排斥,,已不再被视为材料科学的定律。 Funding: 国家自然科学基金（资助项目详见论文）。 婷 翻译 Source Zhu, Z., Zhang, H., Xu, W., Wan, J., Hu, R., and Yao, Y. “Thermally stable 2D YMnO₃ enabling blue visible camouflage with mid-infrared transparency.” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75174-7

2026年7月2日，首位患者被纳入首个针对本迪布焦埃博拉病毒病的治疗试验，这一里程碑历经近二十年才得以实现，而此时刚果民主共和国和乌干达当前的疫情已超过1,400例病例和440例死亡。 这项名为PARTNERS（针对新型和再利用丝状病毒治疗的平台自适应随机试验）的试验，代表了疫情应对中的结构性创新：一个预先设计的平台方案，首次部署于2024年卢旺达马尔堡疫情，可在新的丝状病毒紧急事件发生后数天内启动。该试验由世界卫生组织赞助，由刚果民主共和国国家生物医学研究所、热带医学研究所（安特卫普）和牛津大学大流行病科学研究所运营，目前正在伊图里省布尼亚附近的一个治疗中心进行招募。 试验药物 该试验正在测试两种针对本迪布焦埃博拉病毒的研究性药物，这是一种独特的病毒种（Orthoebolavirus bundibugyoense），目前尚无获批的治疗方法或疫苗。 MPB-134是一种由Mapp Biopharmaceutical开发的两种单克隆抗体组成的抗体鸡尾酒。这些抗体是从2014–2016年西非埃博拉疫情（由不同种的扎伊尔埃博拉病毒引起）的幸存者中分离出来的，德克萨斯大学医学分校的病毒学家托马斯·盖斯伯特表示，这些抗体在本迪布焦病毒中显示出”非常强”的临床前活性。美国政府已捐赠了400剂，覆盖了整个目标招募人数。 瑞德西韦是由吉利德科学公司开发的核苷酸类似物抗病毒药物。虽然在2018–2020年针对扎伊尔埃博拉病毒的PALM试验中发现其效果不如抗体治疗，但实验室数据表明它对本迪布焦病毒具有更强的效力，足以值得进行专门的评估。 患者被随机分配到四个组之一：单用MPB-134、单用瑞德西韦、两种药物联用，或仅接受支持治疗作为对照组。如果初步结果支持，第三种抗体maftivimab可能会在后期加入试验。 并行试验 与PARTNERS同时，第二项名为EBO-PEP的试验将在数周内启动，测试口服抗病毒药物obeldesevir（瑞德西韦的口服对应药物）作为确诊病例密切接触者的暴露后预防用药。该药物已在该国境内；招募准备工作正在进行中。 疫情背景 当前疫情于2026年5月5日在刚果民主共和国伊图里省蒙布瓦卢卫生区首次被发现。世界卫生组织于5月17日宣布其为国际关注的突发公共卫生事件。这是已知的第三次本迪布焦病毒疫情,,该物种于2007年在乌干达首次被发现，2012年在刚果民主共和国发生了第二次疫情。历史病死率在30%至50%之间。 截至7月2日，刚果民主共和国报告了超过1,400例病例，包括438例死亡，邻国乌干达另有20例病例和2例死亡。 为何是现在 本迪布焦病毒缺乏治疗试验并非因为需求不足，而是因为准备不足。2013–2016年由扎伊尔埃博拉病毒引起的西非疫情，推动了丝状病毒研究的前所未有的投资，以及现已获批用于扎伊尔病毒但未获批用于其他埃博拉物种的药物和疫苗的开发。当当前本迪布焦疫情开始时，研究基础设施理论上已经到位，但尚未针对该物种设计专门的试验。 PARTNERS平台方案正是为解决这一问题而设计的：一个预先编写、经伦理批准、可调整的试验框架，可在任何地点针对任何丝状病毒投入运营。这是该平台的第三次激活，此前曾用于2024年卢旺达的马尔堡疫情。 关注要点 该试验的目标是招募多达1,200名患者，初步结果预计在今年晚些时候公布。主要终点将是与支持治疗相比的死亡率降低；该试验的自适应设计允许随着数据的积累而增减试验组。 科学界还将关注那些对扎伊尔埃博拉病毒有效的药物（如主导PALM试验的REGN-EB3和mAb114抗体）是否对本迪布焦病毒表现出跨物种有效性，或者病毒差异是否大到需要开发物种特异性治疗方法。 资助：惠康基金会、英国外交、联邦和发展事务部、医学研究理事会/UKRI。 来源 Kupferschmidt, K. “First-ever treatment trial for Ebola Bundibugyo kicks off in Congo.” Science (2 July 2026). DOI：10.1126/science.zyvmn4t 婷 翻译

2026年7月2日，首名患者已登记参加有史以来第一个针对本迪布焦埃博拉病毒病的治疗试验。这一里程碑历经近二十年才得以实现，而此时刚果民主共和国和乌干达当前的疫情已超过1,400例病例和440例死亡。 这项名为PARTNERS（针对新型和再利用丝状病毒治疗药物平台适应性随机试验）的试验，代表着疫情应对方面的结构性创新：一种预先设计的平台方案，首次在2024年卢旺达马尔堡疫情期间部署，可在新的丝状病毒紧急情况发生数天内启动。该试验由世界卫生组织赞助，由刚果民主共和国国家生物医学研究所、安特卫普热带医学研究所和牛津大学大流行科学研究所运营，目前正在伊图里省布尼亚附近的一个治疗中心招募患者。 治疗药物 该试验正在测试两种针对本迪布焦埃博拉病毒的研究性药物。本迪布焦埃博拉病毒（Orthoebolavirus bundibugyoense）是一种独特的病毒种类，目前尚无获批的治疗方法或疫苗。 MPB-134是一种抗体组合药物，由Mapp Biopharmaceutical公司开发的两种单克隆抗体组成。这些抗体是从2014–2016年西非埃博拉疫情（由另一种病毒,,扎伊尔埃博拉病毒引起）的一名幸存者体内分离出来的。据得克萨斯大学医学分校病毒学家Thomas Geisbert称，这些抗体对本迪布焦病毒表现出”非常强”的临床前活性。美国政府已捐赠了400剂，覆盖了全部目标招募人数。 瑞德西韦是吉利德科学公司开发的核苷酸类似物抗病毒药物。虽然在2018–2020年针对扎伊尔埃博拉病毒的PALM试验中，其效果不如抗体治疗方案，但实验室数据表明它对本迪布焦病毒具有更强的效力，足以进行专门的评估。 患者被随机分配到四个组别之一：单独使用MPB-134、单独使用瑞德西韦、两种药物联合使用，或仅接受支持性护理作为对照组。如果初步结果支持，第三种抗体maftivimab可能会在后期加入试验。 平行试验 与PARTNERS同时进行的还有一项名为EBO-PEP的试验，将在数周内启动，测试口服抗病毒药物obeldesevir（瑞德西韦的口服对应药物）作为确诊病例密切接触者的暴露后预防用药。该药物已运抵该国，招募准备工作正在进行中。 疫情背景 本次疫情于2026年5月5日在刚果民主共和国伊图里省蒙布瓦卢卫生区首次被发现。世界卫生组织于5月17日宣布其为国际关注的突发公共卫生事件。这是已知的第三次本迪布焦病毒疫情,,该物种于2007年在乌干达首次被发现，2012年在刚果民主共和国发生了第二次疫情。历史上的病例致死率在30%至50%之间。 截至7月2日，刚果民主共和国已报告超过1,400例病例，包括438例死亡，邻国乌干达另有20例病例和2例死亡。 为何是现在 本迪布焦病毒缺乏治疗试验并非因为需求不足，而是因为准备不足。2013–2016年的西非疫情（由扎伊尔埃博拉病毒引起）促使对丝状病毒研究进行了前所未有的投入，并推动了现已获批用于扎伊尔病毒但未获批用于其他埃博拉物种的药物和疫苗的开发。当本次本迪布焦疫情开始时，研究基础设施理论上已经到位，但尚未针对该物种专门设计试验。 PARTNERS平台方案正是为解决这一问题而设计的：一个预先编写、获得伦理批准、可适应任何丝状病毒和任何地点的试验框架。这是该平台的第三次启动，此前曾在2024年卢旺达马尔堡疫情中使用。 关注要点 该试验的目标是招募多达1,200名患者，初步结果预计于今年晚些时候公布。关键终点是与支持性护理相比的死亡率降低,,该试验的适应性设计允许随着数据积累而增加或取消治疗组。 科学界还将关注对扎伊尔埃博拉病毒有效的药物（如在PALM试验中占据主导地位的REGN-EB3和mAb114抗体）是否对本迪布焦病毒表现出跨物种有效性，或者病毒差异是否大到需要针对特定物种的治疗方法。 资助方：Wellcome、英国外交、联邦和发展办公室、医学研究理事会/UKRI。 来源 Kupferschmidt, K.《First-ever treatment trial for Ebola Bundibugyo kicks off in Congo》Science（2026年7月2日）. DOI：10.1126/science.zyvmn4t 婷 翻译

这不是你的错觉：根据英国气象局7月1日发布的暂定数据，2026年6月是英格兰有记录以来最温暖的六月，也是整个英国范围内第二温暖的六月。 英格兰本月平均气温为17.1°C，比六月长期平均水平高出近3°C，足以超越自1884年以来任何之前的六月记录。 数据解读 引人注目的不仅是月平均气温，还有推动这一数据的极端高温。6月26日星期五，诺福克郡灵伍德的气温达到了37.7°C（99.9°F），这是英国有记录以来六月的最高温度，打破了1957年创下的35.6°C纪录，该纪录在1976年著名的热浪期间也曾经持平。 东部和东南部地区受影响最为严重。东盎格利亚地区记录到最温暖的六月区域平均气温为18.3°C，比区域平均水平高出惊人的3.2°C。东南部和英格兰中南部平均气温为18.1°C（+2.9°C）。这些并非微小的记录突破，而是气候科学家描述为”异常”的偏离幅度。 威尔士记录了有史以来第二温暖的六月，并在卡迪夫达到了35.9°C的六月最高气温，打破了此前威尔士33.7°C的六月纪录。北爱尔兰在30.8°C持平了其六月纪录。英格兰和威尔士部分地区发布了最高警戒级别的红色极端高温预警，英格兰东部经历了史无前例的连续三天此类预警。 高温成因 六月最后一周出现了强烈的热浪，而此前六月初和六月中旬已经较为温暖。”热带夜”（夜间气温不低于20°C）的数量在英格兰南部和东部异常高，由于阻碍了夜间降温，推高了月平均气温。 英国气象局的艾米丽·卡莱尔指出，六月的异常温暖符合更广泛的模式：2026年英国除一月外，每个月的气温都高于平均水平。 气候变化背景 这一记录不仅是天气新闻。世界天气归因组织得出结论，气候变化对六月热浪的强度”负有不可推卸的责任”，并且这样的六月气温在50年前将是”几乎不可能”的。 BBC天气频道的分析明确指出了其中的关联：由于气候变暖，热浪正变得愈发频繁和极端。自1975年以来西班牙的12次六月热浪中，有一半发生在过去十年。 人员伤亡也开始显现。对法国同期热浪的超额死亡估计显示，65岁及以上人群死亡人数超过1,000人；西班牙报告了1,029例超额死亡。尽管低于2003年8月灾难性热浪（欧洲范围内3万至7万人死亡）的数字，但这些数字反映了随着基准气温上升而不断累积的风险。 记录的意义 单月记录不代表趋势，但它们是信号。英格兰最温暖的六月出现在一个欧洲大陆已经屡创六月热浪纪录的年份,,法国记录到44.3°C,,并且出现了气候模型长期预测为北极放大效应的北移急流模式。 英国气象局的HadUK-Grid数据集（分辨率1公里，记录可追溯至1836年）提供了追踪这些变化的观测基础设施。2026年六月的暂定数据将在未来几个月内得到确认，但信号不太可能改变。 对于一个历史上不以极端夏季高温著称的国家来说，英国面临的问题不再是记录是否会被打破，而是新记录将以何种频率出现，以及超过旧纪录多少。 婷 翻译 来源 Met Office, “June 2026 weather stats: A regional breakdown” (2026年7月1日)。 Fawkes, C. “England had its warmest June on record.” BBC Weather (2026年7月1日)。https://www.bbc.co.uk/weather/articles/cjdg98g8lg8o

一个多世纪以来，物理学一直陷于两种互不相容的现实描述之间。广义相对论将引力描述为时空的弯曲,平滑、连续、经典。量子力学则将其他一切描述为概率性的、离散的、根本不确定的。 将二者统一为量子引力理论，数十年来一直是理论物理学的圣杯。弦理论提出了额外空间维度。圈量子引力将时空量子化为离散的自旋网络。这两种方法都将引力量子化,也就是说，它们让引力成为量子的。但第三条路径正在悄然获得关注，而且它采取了完全相反的方法。 伦敦大学学院的理论物理学家乔纳森·奥本海姆提出了一种理论，该理论保持引力的经典性，同时将基本的随机性引入量子世界。他于2023年发表在《物理评论X》上的”经典引力的后量子理论”已经引发了足够多的后续研究、批评回应和实验提案，值得任何关注统一理论探索的人关注。 核心思想 奥本海姆的关键见解简单得具有欺骗性：不是将引力量子化以使其适应量子理论，而是修改量子理论以适应经典引力。 在标准量子力学中，薛定谔方程确定性地演化系统的波函数，直到测量将其概率性地坍缩。奥本海姆用根本上的随机演化取代了确定性演化。沉浸在经典引力场中的量子系统的动力学在基本层面上变得不可预测,不是因为测量，而是因为时空本身向系统的演化引入了随机波动。 这与哥本哈根诠释的”测量坍缩”不同。在后量子引力中，随机性是内在且连续的。玻恩定则,标准量子力学中给出概率的计算工具,自然地源于数学，而不是作为公理被强加。 在数学上，奥本海姆推导出了一个严格的权衡关系：系统退相干（因与时空相互作用而失去量子相干性）越多，其扩散（经历来自时空的随机波动）就越多。奥本海姆表明，这种权衡在任何将量子系统与经典系统耦合的理论中都是不可避免的。 可检验的预言 后量子引力在统一理论中之所以独特，在于它做出了具体的、可证伪的、当前实验可以检验的预言。 第一，时间摆动：如果时空是根本上的经典和随机的，时间流逝的速度应该经历微小的随机波动。已经以非凡精度测量时间的精密原子钟可以检测到这种抖动。 第二，质量波动：放置在超灵敏天平上的标准质量应该表现出10⁻¹⁵ g量级的随机重量波动。国际计量局的1公斤原器以及类似的高精度质量标准器，原则上能够检测到这一信号。 第三，最小噪声界限：在2026年3月的预印本中，Fabiano等人推导出了任何经典引力理论必须产生的随机噪声的下限。测量低于这一阈值的波动将最终证明引力是量子的,这是一个干净的实验证伪。 奥本海姆本人也承认他的理论正确的可能性很小。受到挑战时，他与杰夫·彭宁顿（斯坦福大学的弦理论家）和卡洛·罗韦利（圆周理论物理研究所的圈量子引力先驱）进行了一场引人注目的5000:1的赌注,押注反对他自己的理论。如果实验检测到预测的时空波动，奥本海姆获胜。如果没有，他则支付赌注。 批评 该理论并非没有受到挑战。萨宾·霍森费尔德，一位物理学家和流行理论批评者，认为尽管该框架令人信服，但奥本海姆关于它再现修正牛顿动力学（MOND）的主张是有缺陷的,修正项在引力势中是线性的，而MOND需要非线性区域。 更正式地，马克·赫茨伯格（塔夫茨大学/麻省理工学院）和阿维·勒布（哈佛大学）于2024年在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上发表了一篇批评文章，指出了四个具体问题：该理论预言了错误力的定律，其类似MOND的行为实际上并非MOND性的，预言的波动谱与观测不符，并且数学框架中存在理论不一致性。 奥本海姆回应说，其中一些批评适用于该理论的早期版本，而该框架仍在发展之中。他将自己的工作描述为”更像是一个研究项目而非一个完成的理论”,试图表明后量子方法在数学上是一致的并且在实验上是可及的，而非一个最终答案。 为何重要 无论后量子引力最终是否正确，其重要性在于扩展了统一理论可能样貌的图景。数十年来，假设一直是引力必须被量子化,这似乎是唯一自洽的路径。奥本海姆证明了经典引力加随机量子理论在数学上是可行的，开辟了纯量子化方法从未考虑过的实验途径。 自然将决定哪条路径是正确的。但在一代人以来首次，存在一个具体的实验可以排除一整类理论,而这，无论结果如何，都是进步。 来源 Oppenheim, J. “A Postquantum Theory of Classical Gravity?” Physical Review X 13, 041040 (2023). DOI：10.1103/PhysRevX.13.041040 New Scientist：Random wobbles in time could finally solve gravity’s greatest mystery 婷 翻译

几十年来，这个问题看似简单却难以给出明确答案：细胞穿透肽（CPPs），能够将治疗载荷运入细胞的短氨基酸序列，究竟如何穿过质膜？ 这个答案对于药物递送至关重要。CPP是将大型带电分子（蛋白质、核酸、纳米颗粒）导入病变细胞细胞质的最有前景的策略之一。但如果不了解其机制，更好的递送载体的理性设计就只能靠猜测。相互竞争的理论，内吞作用、倒置胶束形成、地毯式膜去稳定化，各有其支持者，也各有其缺陷。 现在，一个法国研究团队提供了似乎是决定性的答案。在发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的一项研究中，Evgeniya Trofimenko与来自五个法国研究机构的同事表明，CPP和同源异型蛋白通过瞬时亚毫秒孔隙穿过细胞膜，并且他们拥有电生理记录来证明这一点。 终于有了直接证据 该团队对单个细胞使用了双膜片钳技术，本质上是将两个电极插入一个细胞，一个用于维持膜电压，另一个用于检测电流，同时在细胞外表面施加CPP。他们记录到的是短暂、单一的电流尖峰，每个尖峰对应一个单个的孔隙开放事件。 这些孔隙的形成和关闭速度比任何已知的内吞事件都快，时间尺度在数百微秒到几毫秒之间。关键是，相同的转位在11°C下也能观察到，而在这个温度下内吞作用被完全阻断。该过程是能量非依赖性的，完全排除了主动运输。 孔隙是瞬时的：它们打开，让肽通过，然后重新密封。细胞膜保持完整，该过程没有细胞毒性。 GAG依赖性和电压敏感性 该机制有两个关键依赖因素。 第一，细胞表面糖胺聚糖（GAGs），覆盖大多数细胞类型的长链带负电糖链，是必需的。肽必须与硫酸乙酰肝素样GAG结合才能启动孔隙形成。在基因上缺乏GAG的细胞（CHO-psgA-745）中，完全没有发生转位。这解决了该领域一个长期存在的难题：为什么CPP摄取在不同细胞类型之间差异巨大。答案就是GAG密度。 第二，膜电压强烈调节该过程。超极化，使细胞内部更负，以超线性方式将转位频率提高了10到100倍。去极化几乎没有效果。这种电压敏感性为靶向递送提供了一个潜在的控制手段：具有更负静息电位的细胞（如神经元）可能对CPP介导的货物递送具有更高的自然接受性。 统一的机制 该研究最引人注目的发现之一是，相同的瞬时孔隙机制适用于广泛的肽。团队测试了四种CPP，Tat（来自HIV）、多聚精氨酸R9、穿透素和R6W3，以及两种同源异型蛋白（Otx2和Engrailed-2）。所有都表现出相同的基本机制和相似的动力学。 这种统一性很重要。同源异型蛋白是天然存在的转录因子，可以在生物体细胞间移动，这一过程被称为”信使蛋白”信号传导，已在发育生物学和神经生物学中被观察到。新研究表明，这些蛋白质使用与合成CPP完全相同的GAG依赖性、电压敏感性孔隙机制，这开启了围绕自然生物过程设计人工递送载体的可能性。 对药物递送的意义 这些发现至少在四个方面改变了基于CPP的疗法的实际前景： 1. 理性设计：无需凭经验筛选数千种肽变体，现在可以设计递送载体来优化GAG结合亲和力和电压敏感性。 2. 内体逃逸问题解决：内吞依赖型递送的主要失败之一是被内化的货物被困在内体中并被降解。瞬时孔隙机制完全绕过了内体，货物直接进入细胞质。 3. 货物递送验证：团队证明，CPP偶联的毒性货物（促凋亡肽KRAKLAK）通过瞬时孔隙途径成功进入细胞并杀死细胞，证明该机制能够实现治疗相关的递送。 4. 中枢神经系统潜力：在急性脑切片的大脑皮层锥体细胞中观察到了相同的孔隙机制，表明基于同源异型蛋白的载体可被开发用于中枢神经系统药物递送，这是一个众所周知的困难治疗前沿。 有待探索的问题 该研究确凿地建立了所测试肽的机制，但仍有几个问题。孔隙在分子水平上究竟如何形成，发生了什么样的脂质重排？孔隙大小是否可以调节以容纳更大的货物，如抗体或基因编辑复合物？最关键的是，这种机制能否从培养细胞和脑切片转化为活体生物中的治疗用途？ 这些问题的答案将决定瞬时孔隙机制能否成为新一代递送技术的基础。但机制本身已不再有疑问。 资金：法国国家研究署（ANR-17-CE11-0050-CROSS， ANR-20-CE44-0018-GLYCOTARGET）。 来源 Trofimenko， E.， Gervasi， N.， Perez， S.， Rodriguez， N.， Ravault， D.， Cribier， S.， Berry， H.， Venance， L.， and Sagan， S. “Transient pores account for cell-penetrating […]

随着微电子器件不断缩小，每平方毫米内集成的功率越来越大，热管理已成为这十年中最重要的工程挑战之一。现代CPU、5G射频放大器和激光二极管的热点温度可超过40 W cm⁻²，足以降低性能、缩短寿命，并最终限制硬件的处理能力。 标准解决方案是热电冷却器（TEC）：一种固态器件，当电流通过时，将热量从热点泵出。但性能最佳的TEC依赖于碲化铋（Bi₂Te₃），而碲是地壳中最稀有的元素之一，比铂还稀少，全球年产量仅为数百吨。 现在，北京师范大学、松山湖材料实验室和武汉纺织大学的研究团队开发出了一种有前景的替代方案：基于镁的微型热电冷却器（μ-TEC），该器件最大限度地减少了碲的使用，并可采用与工业兼容的工艺制造。 制造挑战 镁基热电材料长期以来一直具有吸引力，因为镁资源丰富、无毒，且n型Mg₃(Bi,Sb)₂和p型MgAgSb化合物具有良好的热电性能。但存在一个根本性的制造问题：镁化合物对湿气和氧气高度敏感。涉及水或高温烧结的标准制造工艺会导致材料降解、挥发或成分漂移。 研究团队采用低温、无水的制造工艺解决了这一问题，使用磁控溅射作为冷键合技术。他们未采用高温（Bi₂Te₃典型工艺为400–600 °C）烧结热电臂，而是在受控环境中通过溅射将镁基材料直接沉积到基底上，避免了水暴露，并将加工温度保持在足够低的水平，以保持材料的热电性能。 这一选择并非偶然：p型MgAgSb在大约573 K（300 °C）时会发生相变，转变为热电性能严重下降的结构。将整个工艺保持在此阈值以下，意味着材料的性能在制造过程中不会受到损害。 性能数据 所得的μ-TEC尺寸仅为2.95 × 4.35 × 1.4 mm³，包含12对热电偶，达到了以下经过验证的指标： 功率密度：4.34 W cm⁻²，足以满足许多热点冷却应用 封装密度：93.5对 cm⁻²，使器件能够安装在狭小空间内 热电臂尺寸：约为先前报道的镁基热电器件体积的3%，实现了显著的微型化 事实证明，磁控溅射方法能够制造出比以往任何镁基器件都小得多的热电臂，缩小了与成熟Bi₂Te₃技术的微型化差距。 碲的问题 碲的极度稀缺性（地壳中含量为0.001 ppb）不仅是成本问题，更是可扩展性的制约因素。在消费电子、数据中心或电动汽车中广泛部署热电冷却，将需要当前供应链无法支持的碲供应量。铋和银（在镁基化合物中仍然存在）的成本也不容忽视，但两者的丰度都比碲高出几个数量级。 镁基方法并不能完全消除稀有元素，它在n型臂中仍使用铋，在p型臂中使用银，但它消除了碲，而碲是迄今为止最关键的限制瓶颈。 注意事项 《自然·通讯》论文描述的是一份未经编辑的早期访问手稿，意味着最终的文字编辑尚未完成。一些细节，包括”先前尺寸的3%”这一说法的确切比较基准，在摘要中并未说明。 此外，虽然4.34 W cm⁻²对许多应用来说具有竞争力，但最先进的Bi₂Te₃厚膜μ-TEC已展示出高达56.5 W cm⁻²的性能。镁基器件尚未达到Bi₂Te₃性能的顶端，但它们提供了Bi₂Te₃无法比拟的可持续性优势。 镁基热电材料在潮湿环境中的运行稳定性，这类材料的已知弱点，也有待在整个器件寿命周期内进行验证。 未来展望 该器件已在实验室规模下以12对热电偶进行了验证。要扩展到更高对数以满足实际应用，需要解决更大阵列带来的接触和均匀性挑战。不过，磁控溅射是一种成熟的、高吞吐量的工业工艺，已在半导体制造中广泛应用，因此制造路径原则上已经明确。 关键问题在于，持续优化能否在保持可持续性和丰度优势的同时，将功率密度推向接近Bi₂Te₃的基准水平。鉴于镁基热电材料的发展速度，这个问题的答案可能很快就会揭晓。 资助：国家重点研发计划（2022YFB3803902）。 婷 翻译 来源 Yang, J., Zhu, R., Li, M., Mei, Z., Chen, L., […]