学科: 化学

钻石材料的硬度与韧性难以兼顾，限制了其在极端环境中的应用。本研究受含羞草启发，设计微尺度弯曲石墨前驱体，在高温高压下形成立方-六方金刚石异质结构，硬度（169吉帕）和韧性（15.7兆帕·米¹/²）分别比单相纳米多晶金刚石提升36%和104%，为超硬材料性能优化提供新方法。

标签: 仿生微观结构工程 弯曲石墨前驱体 硬度-韧性协同 立方-六方金刚石异质结构 高温高压合成

许多药物是手性分子，存在两种镜像形式，在体内效果不同，生产所需形式是药物研发难题。新DNA引导方法利用DNA磷酸基团吸引带正电分子，通过离子配对引导反应，可使其更清洁、简单且环保可持续，研究发表于《自然·催化》，助力下一代药物开发。

标签: DNA引导方法 手性药物 磷酸基团 离子配对 绿色化学

研究发现27亿年前地球大气氖同位素比值已接近现代，表明地球早期17亿年地幔脱气强度为现今的千倍；同时，太古代大气氙/氪比值为现代的2.3倍，支持氙随时间通过大气逃逸逐渐减少的模型。

标签: 地幔脱气 大气逃逸 太古代大气 惰性气体 石英流体包裹体

一项发表于《自然·化学》的研究显示，简单的酶混合物能通过竞争自我组织，响应环境变化形成独特化学模式，实现对信息的感知与分类。这表明看似混乱的化学反应可产生信息，暗示计算智能的根源可能深藏于物质之中，为化学计算机研究提供新方向。

标签: 化学信息生成 反应网络

飞秒光脉冲光学产生相干横声子有望实现亚太赫兹高速控制材料特性。研究发现，四方结构卤化物钙钛矿（如无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6）的巨大各向异性光致伸缩是高效非热产生相干横声子的工具。122K以下四方相时，横、纵声子振幅相当；立方相仅产生纵声子。横声子极化由晶体c轴在表面投影决定，其应变脉冲为色散强依赖温度的软横声模，为高超音速操控提供新自由度。

μ-阿片受体（MOR）作为关键G蛋白偶联受体，其激活G蛋白的限速步骤为GDP释放。研究发现药物效能与GDP亲和力相关：激动剂降低GDP亲和力以促进GTP交换，拮抗剂则相反。通过冷冻电镜捕获了MOR与纳洛酮（停滞于“潜伏”状态）或洛哌丁胺（促进“结合”状态，为GDP释放做好结构准备）结合的中间构象，为G蛋白激活及配体效能提供了关键结构机制见解，对GPCR药理学意义重大。

标签: GDP释放 G蛋白激活 μ-阿片受体 冷冻电镜 配体效能

作者从小受铸铁作坊启发，大学学习材料工程时思考“谁控制结构与键合”，质疑热力学的绝对权威。通过分子束外延和氧化物薄膜等技术，实现按需调控物质的结构与键合，在材料科学领域从打破规则迈向制定规则。

标签: 分子束外延 材料科学 氧化物薄膜 结构与键合 规则制定

KAUST科学家的全球大规模研究显示，海洋微生物广泛存在且基因上具备分解PET塑料（常用于饮料瓶、织物）的能力，这源于PET酶中的M5基序。该发现揭示微生物对塑料污染的适应性进化，或助力陆地可持续回收技术。

标签: M5基序 PET塑料 塑料降解酶 微生物适应性进化 海洋微生物

固体材料中的电子获得额外能量时可逃逸，但此前科学家无法精确计算这一过程。维也纳工业大学研究人员发现，电子需找到特定“通道态”才能逃出，就像青蛙需找到合适出口，这为层状材料设计应用提供新可能。

标签: 固体材料 层状材料 电子逃逸 通道态 量子态

协同催化（多催化单元协同作用）支撑多种重要有机反应，但催化剂发现方法受限。本文提出一种基于分组测试的 pooling-deconvolution 算法，能低成本识别协同催化行为，兼顾抑制效应，经模拟和实验验证，可用于钯催化反应，发现低负载低温下更优配体对。

标签: pooling-deconvolution 算法 催化剂发现 协同催化 钯催化反应