《国家科学院院刊》

在氧化尖晶石中发现亨德扁平带

美国麻省理工学院的Riccardo Comin团队报道在氧化尖晶石中发现了亨德扁平带。相关研究成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。

与淬火动能和重电子质量相关的电子平带在促进强电子关联及高温电荷分馏和超导等涌现现象方面引起了研究者的极大兴趣。大量的实验和理论研究一直致力于建立与这种局域电子态交织的丰富的非平凡金属相和重费米子相。

研究组分析了过渡金属氧化物尖晶石LiV2O4，这是一种缺乏局域f轨道态的神秘重费米子化合物。研究组利用角分辨光发射光谱和动力学平均场理论，揭示了一种由原子内亨德耦合引起的抑制原子间电子跃迁的相关诱导平带。重准粒子的出现被归因于一个近似的轨道选择性莫特态，其特征是局域矩的波动，这是由互补磁输运测量所证明的。

长寿命准粒子的光谱指纹及其随温度升高而消失的现象，进一步支持了输运数据中观察到的高温“坏”金属态的出现。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2518213122

《自然-地球科学》

研究揭示大西洋马尾藻带暴发原因

德国马普化学研究所的Alfredo Martínez-García团队揭示了赤道富磷上升流驱动的大西洋氮固定和马尾藻带。相关研究成果近日发表于《自然-地球科学》。

大西洋马尾藻带于2011年首次出现，迅速成为地球上最大的互联漂浮生物群落。近年来，马尾藻搁浅事件对沿海社区产生了重大的生态和社会经济影响。马尾藻的生长需要磷（P）和氮（N），但这些促使马尾藻大量繁殖的营养物质的主要来源仍不清楚。

研究组重建了过去120年间加勒比海区域的固氮作用，即海洋生物可利用氮的最终来源。数据显示，固氮作用的变化主要受赤道大西洋上升流“过剩磷”，即相对固氮而言化学计量过剩的磷的数十年际和年际变化控制。

研究表明，自2011年以来，赤道上升流提供的过量磷与固氮作用响应产生的氮，共同解释了马尾藻变化的主要成因。马尾藻动态的最佳解释是其与固氮附生植物的共生关系——当赤道区域发生强烈的富磷上升流时，这种共生关系使其具备极强的竞争优势。

因此，热带大西洋马尾藻的未来将取决于全球变暖如何影响赤道大西洋上升流和控制上升流的气候模式。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41561-025-01812-2

《自然-化学》

一氧化碳和乙二醛共电还原促进C3产物生成

加拿大多伦多大学的Edward H. Sargent团队提出一氧化碳（CO）和乙二醛共电还原促进了C3产物生成。相关研究成果近日发表于《自然-化学》。

利用电能将二氧化碳与CO转化为高价值化学品，是一条前景广阔的可持续路径。尽管电催化CO还原制备C1与C2产物的效率与产率已大幅提高，但C3产物的合成仍面临重大挑战。

研究组通过使用探针分子与同位素标记的CO，证实C3产物的形成沿袭乙烯生成路径。研究发现，添加乙二醛可促进C3产物生成并抑制乙酸/乙醇形成，而乙二醛自身几乎不参与消耗。光谱分析表明，乙二醛的存在降低了催化剂表面CO中间体的覆盖度。

反应级数实验显示，较高的CO与OH覆盖度有助于抑制乙烯路径并转向C3合成。通过协同运用两种策略——利用富OH环境抑制乙烯生成，同时借助乙二醛阻断乙酸/乙醇路径，研究组实现了对C3产物的高选择性合成，法拉第效率达53%。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41557-025-01985-8

《自然-神经科学》

神经系统和精神疾病共享遗传风险结构的全基因组分析

挪威奥斯陆大学的Ole A. Andreassen团队提出了复杂神经系统和精神疾病共享遗传风险结构的全基因组分析。相关研究成果近日发表于《自然-神经科学》。

尽管神经系统疾病与精神疾病历来被视为截然不同的致病实体，但最新研究表明它们存在共同的病理生理机制。然而，这些遗传性疾病在多大程度上共享遗传影响仍不清楚。

研究人员对全基因组关联研究数据进行了全面分析，涉及10种神经系统疾病和10种精神疾病的近100万病例，以比较它们共同的遗传信号和生物学关联。利用互补的统计工具，研究人员证明，即使在没有遗传相关性的情况下，大量常见的遗传变异也会影响多种神经系统疾病和精神疾病的风险。 此外，对精神疾病的全基因组关联研究始终涉及神经元生物学，而神经系统疾病则与多种神经生物学过程有关。

这项研究阐明了复杂的神经系统疾病和精神疾病之间的遗传关系，对疾病分类、精准医学研究和临床实践具有指导意义。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41593-025-02090-2