2024年1月31日，中國學者/華人學者在Nature發表了11項研究成，iNature系統介紹這些文章：
【1】2024年1月31日，新加坡南洋理工大學魏磊、高華建、中國科學院蘇州奈米技術與奈米仿生研究所張其衝及中國科學院深圳先進技術研究院陳明共同通訊在Nature線上發表題為“High-quality semiconductor fibres via mechanical design”的研究論文，該研究報告了一種機械設計，以實現超長，無斷裂和無微擾半導體纖維，透過研究纖維形成的三個階段的應力發展和毛細不穩定性:粘性流動，核心結晶和隨後的冷卻階段。該纖維可以將暴露的半導體線整合到單一的柔性光纖中，並與金屬電極具有良好的介面，從而實現光電光纖和大規模光電織物。這項工作提供了極端力學和流體動力學的基本見解，這些幾何形狀在傳統平臺中是無法實現的，從根本上解決了對柔性和可穿戴光電子器件日益增長的需求。
【2】2024年1月31日，廣州醫科大學邱琇及夏慧敏共同通訊在Nature線上發表題為“The Born in Guangzhou Cohort Study enables generational genetic discoveries”的研究論文，該研究介紹了出生在廣州佇列研究(BIGCS)的I期基因組研究，這些發現闡明瞭東亞人群中母親和早期生活特徵之間的遺傳聯絡，併為未來研究遺傳學、宮內暴露和早期生活經歷在塑造長期健康方面的複雜相互作用奠定了基礎。
【3】2024年1月31日，南方科技大學鄭一及香港科技大學 Jimmy C. H. Fung共同通訊在Nature線上發表題為“Fertilizer management for global ammonia emission reduction”的研究論文，該研究發了一個機器學習模型，用於基於野外觀測資料集生成全球特定作物和空間顯式NH3排放因子(5-arcmin解析度)。在未來氣候變化情景下，估計到2030-2060年，在SSP1-2.6下，NH3排放量將增加4.0±2.7%，在SSP5-8.5下，NH3排放量將增加5.5±5.7%。然而，有針對性的肥料管理有可能緩解這些增長。
【4】2024年1月31日，江蘇科技大學陳代芬、許俊華、晏超、隆基中央研究院李振國、徐希翔、澳大利亞科廷大學邵宗平共同通訊在Nature線上發表題為“Flexible silicon solar cells with high power-to-weight ratios”的研究論文，該研究報告了一種具有高功率重量比的柔性矽太陽能電池。
【5】2024年1月31日，同濟大學王平團隊（李亞旭、冉巧、段秋慧和金佳麗為該論文共同第一作者）在Nature線上發表題為“7-Dehydrocholesterol dictates ferroptosis sensitivity”的研究論文，該研究確定了7-脫氫膽固醇(7-DHC)在保護細胞免受磷脂過氧化和鐵死亡中的作用，這突出了遠端膽固醇生物合成途徑在病理生理條件(如癌症和IRI)中的重要作用。這一重要發現為代謝穩態維持與細胞命運決定之間的調控機制提供了新的理論依據，也為治療腫瘤及缺血再灌注器官損傷等鐵死亡密切相關疾病提供了潛在的靶點和策略。
【6】2024年1月31日，中國科學院理論物理研究所石弢及德國馬普學會量子光學研究所Xin-Yu Luo共同通訊在Nature線上發表題為“Ultracold field-linked tetratomic molecules”的研究論文，該研究展示了一種透過電場連線共振在微波修飾極性分子的簡併費米氣體中透過電締合產生弱束縛超冷多原子分子的方法。該研究結果展示了一種從較小的極性分子組裝弱束縛超冷多原子分子的通用工具，這是朝著多原子分子的玻色-愛因斯坦凝聚和從偶極Bardin-Cooper-Schrieffer超流體到玻色-愛因斯坦四聚體凝聚的新交叉邁出的關鍵一步。此外，長壽命的場連線態為確定性光轉移到深度結合的四聚體態提供了理想的起點。
【7】2024年1月31日，華中科技大學夏寶玉、紐西蘭奧克蘭大學王子運及中國科學技術大學姚濤共同通訊（房文生、郭巍副及陸瑞虎為論文共同第一作者）在Nature線上發表題為“Durable CO2conversion in the proton-exchange membrane system”的研究論文，該研究開發了新型耐蝕二氧化碳還原催化劑，構建了長效穩定的二氧化碳電解系統，為雙碳戰略提供了關鍵材料基礎和重要技術手段。
【8】2024年1月31日，加州大學洛杉磯分校段鑲鋒及Philippe Sautet共同通訊在Nature線上發表題為“Establishing reaction networks in the 16-electron sulfur reduction reaction”的研究論文，該研究不僅揭示了Li-S電池中硫還原反應的複雜反應網路，也突顯了電催化策略在解決鋰硫電池核心挑戰方面的潛力。
【9】2024年1月31日，岡山大學沈建仁及Michihiro Suga共同通訊在Nature線上發表題為“Oxygen-evolving photosystem II structures during S1–S2–S3transitions”的研究論文，該研究使用泵浦探針系列飛秒晶體學來揭示PSII在一次閃光(1F)或兩次閃光(2F)照射後從納秒到毫秒的結構動力學。連線反應中心P680和Mn4CaO5簇的酪氨酸殘基YZ在納秒時間尺度上顯示出結構變化，其周圍的氨基酸殘基和水分子也發生了變化，反映了閃光燈照射後電子和質子的快速轉移。值得注意的是，在PSII的D1亞基(D1-E189)的Glu189附近出現了一個水分子，並在2F光照後在亞微秒時間尺度上與Ca2+離子結合。隨著O6的增加，這個水分子後來消失了，這表明它是O6的起源。該研究還觀察到水分子在O1、O4和Cl-1通道及其周圍氨基酸殘基中的協同運動，以完成電子轉移、質子釋放和底物水傳遞的順序。這些結果為PSII在S態轉變和O-O鍵形成過程中的結構動力學提供了重要的見解。
【10】2024年1月31日，瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zürich）Chenglian Zhu等人在Nature線上發表題為“Single-photon superradiance in individual caesium lead halide quantum dots”的研究論文，該研究證明了鈣鈦礦量子點的單光子超輻射具有低於100皮秒的輻射衰減時間，幾乎與報道的激子相干時間一樣短。輻射率對量子點的大小、組成和溫度的特徵依賴表明，有效質量計算證實了巨大躍遷偶極子的形成。該結果有助於超亮、相干量子光源的發展，並證明量子效應，例如單光子發射，在比激子玻爾半徑大10倍的奈米粒子中持續存在。
【11】2024年1月31日，斯坦福大學Fan Weiguo等人在Nature線上發表題為“Matrix viscoelasticity promotes liver cancer progression in the pre-cirrhotic liver”的研究論文，該研究表明年齡介導的結構變化增強了ECM的粘彈性，而粘彈性可以促進體內癌症的進展，而不依賴於剛度。
玻璃半導體由於其加工溫度低和流體特性可控，通常用於熱拉伸纖維。然而，與矽(Si)和鍺(Ge)等在電子產品中應用最廣泛的晶體半導體相比，它們不可避免的高密度電子缺陷總是導致製造纖維的電效能較差。因此，晶體半導體的使用更有利於從根本上促進功能纖維的進一步發展。為了獲得連續的長晶體半導體纖維，人們開發了各種晶體生長技術，如：Czochralski法、Bridgman - Stockbarger法、浮動區法和微拉下法。儘管如此，生長速度和製造長度通常被限制在每小時幾釐米和幾十釐米。
為了實現長長度半導體纖維的高產率生產，演示了熔芯法。使用這種方法，半導體芯被熔化成一種流體，這種流體受到玻璃包層的限制，並被熱吸入纖維中。因此，在一次拉伸過程中，可以以每分鐘幾十米的速度生產出數百米以上的半導體纖維。玻璃包層和半導體芯之間的介面在很大程度上促進了芯內複雜應力的發展，導致纖維受到干擾或斷裂，這主要限制了功能纖維的大規模生產。儘管不斷努力最佳化該方法，但缺乏對纖維形成的每個階段進行深入的力學研究，無法建立合理的機械設計來實現超長、連續、無微擾和無斷裂的半導體纖維。
半導體光電光纖的設計與製造（圖源自Nature）
芯材中的應力主要由芯材與包層之間的體積變化差異引起，這種差異源於芯材的凝固和不匹配的熱膨脹。岩心凝固前的擾動是由毛細不穩定性引起的。這些機理得到了模型和有限元模擬的進一步支援，透過合理的機械設計，透過材料選擇和工藝最佳化，可以緩解和抑制這種應力和不穩定性。高質量半導體纖維的製備表明，該發現可以作為實現熔芯法機械設計的指導方針。它可以擴充套件到更廣泛的材料範圍。除了經歷類似於水冰變化的異常體積膨脹的材料外，該準則也適用於具有凝固收縮的材料，這可能有助於芯層和包層的物理分離。
該研究表明，光電子纖維、織物和功能性服裝可以使用半導體纖維來實現，這為實現高效能功能纖維和織物提供了一條有希望的途徑，因為半導體是主要控制裝置效能的關鍵部件。該研究可能會使功能性纖維向前所未有的感測、驅動、能量轉換和計算能力邁進一步。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06946-0
