来源: 中国科学报 发布时间:2026-5-13
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《自然》

科学家实现魔角石墨烯的平带成像

以色列魏茨曼科学研究所的S. Ilani团队利用量子扭转显微镜(QTM),实现了通过相互作用重塑的魔角石墨烯的平带成像。相关论文5月6日发表于《自然》。

量子材料中的电子相互作用从根本上塑造了其能带结构,并由此决定了材料中最具吸引力的量子相。魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)已成为一个模型体系,其中平带导致了多种此类量子相,但由于缺乏高分辨率的动量空间探测手段,这些能带的精确本质一直难以捉摸。

研究组利用QTM,以前所未有的动量和能量分辨率,直接成像了MATBG中相互作用的能带。在偏离魔角时,观测到的能带与单粒子理论高度吻合。然而,在魔角处,他们发现能带被相互作用完全改变,在动量空间的不同区域分别表现出轻电子和重电子的特征。

研究组还发现一个与重分量相关的持续低能激发,暗示了一个尚未被解释的新自由度。这些结果揭示了MATBG中电子的双重性质,即其源于同一个拓扑类重费米子平带内不同动量处的电子,从而解开了该体系中长期存在的谜团。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10378-x

森林砍伐引起的干燥降低亚马孙气候阈值

荷兰乌得勒支大学的Arie Staal团队发现,森林砍伐引起的干燥显著降低了亚马孙的气候阈值。相关论文5月6日发表于《自然》。

全球变暖与土地利用变化正对亚马孙森林系统施加前所未有的压力。由于亚马孙森林可能发生自我强化的转变,这些压力导致了亚马孙生态系统发生大范围的变化。

研究组评估了在不同共享社会经济路径下,亚马孙生物群落向退化生态系统演变的局部及远程级联过渡风险。针对这些排放情景,研究组利用已有的大气水汽追踪模型,构建了水汽在亚马孙流域内的大气输送过程。在不考虑森林砍伐的情况下,他们发现全球变暖的关键阈值为3.7℃~4.0℃,一旦超过该阈值,多达1/3的亚马孙森林将面临失去稳定性的风险。然而,当考虑森林砍伐时,在全球变暖较低阈值范围与森林砍伐率22%~28%的共同作用下,研究组发现亚马孙森林将发生近乎全系统的转变。

总体而言,该结果强化了将全球变暖水平控制在1.5℃以下、停止森林砍伐以及对退化森林进行生态恢复的必要性,以避免亚马孙森林系统面临高过渡风险。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10456-0

《自然-化学》

利用DNA正交条形码解锁适体化学多样性

加拿大麦吉尔大学的Hanadi F. Sleiman团队引入类适配体编码寡聚物(alenomer),利用DNA正交条形码解锁了适体的化学多样性。相关成果5月6日发表于《自然-化学》。

适配体是抗体的多功能替代品,体积更小、更易合成且免疫原性更低。然而,抗体由20种化学性质多样的氨基酸组成,已是成熟的治疗药物,而适配体仅由4种相似的核碱基构成,这限制了它们的治疗潜力。适配体的化学修饰受到限制,必须保持与酶促筛选的兼容性。

alenomer是一种经过高度化学修饰的适配体,通过从靶标结合寡聚物分支出来并与之对应的DNA编码进行读取和测序。研究组使用自动化DNA合成仪及分选-合并方法,构建了DNA编码文库,并通过下一代测序方法筛选其中与蛋白质结合的序列。与适配体不同,alenomer不受保守的酶兼容性修饰要求的限制。因此,它们能够探索几乎无限的化学空间,从而发现高度稳定、高亲和力的蛋白质结合类适配体分子,同时提供关于其与靶标分子相互作用的结构性见解。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41557-026-02099-5

《国家科学院院刊》

最后一次温室向冰室气候转型期间的南极环流格局

德国亥姆霍兹极地和海洋研究中心的Hanna S. Knahl团队研究了在最后一次温室向冰室气候转型期间的南极环流格局。相关研究成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。

在始新世-渐新世过渡期,重大的气候与构造变化启动了地球现今的冰室气候。板块运动加剧了造山作用,降低了大气中二氧化碳浓度,并引发全球变冷。至关重要的是,塔斯曼海道与德雷克海峡的开启,促使南极绕极流(ACC)的形成——该洋流是当今地球上最强的洋流。

研究结果表明,南极周边的早期海洋-大气环流与南大洋海道的几何形态及早期南极冰盖密切相关。

研究证实,仅凭造山作用、二氧化碳浓度下降和南半球海道的开启,不足以在约3400万年前形成强大的ACC。只有在后来西风带与开启的海洋海道对齐之后,才得以增强跨半球的翻转环流,促进碳吸收,并实现地球冰室气候的长期稳定。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2520064123

《中国科学报》 (2026-05-13 第2版 国际)
 
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