柔性电极想进大脑，却“太软穿不进”。近日，中国科学院科研团队研发出一种刚柔可调的“神经触手”式柔性神经探针，开辟了新的路径。
甲烷监测困在“盲区”，垃圾场排放成谜。科学家从太空看垃圾场，一项新方法正改变全球甲烷排放的监测方式。
基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第153期。
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《Advanced Science》丨像气球一样软硬可调，这种脑电极会“变身”
可变刚度的“神经触手”式神经探针
在脑机接口领域，柔性神经电极因其良好的生物相容性和与脑组织匹配的机械性能，被视为实现长期稳定神经信号采集的理想方案。相比传统刚性电极，柔性探针能显著减少组织损伤和炎症反应，延长在体工作寿命。然而，其低刚度特性也带来植入难题——难以自行穿透脑组织，通常依赖硬质导入器，反而加剧损伤，限制了实际应用。
为解决这一瓶颈，中国科学院心理研究所梁璟团队与半导体研究所裴为华团队合作，开发出一种刚柔可调的“神经触手”式柔性神经探针。该探针内置微型液压系统，通过调节内部压力实现刚度切换：植入时充压变硬，精准穿刺脑组织；到位后减压恢复柔软，贴合脑环境。整个过程无需额外硬质导入工具，真正实现微创植入。
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《Nature Climate Change》丨高清卫星出手，精准揪出垃圾场甲烷排放源
遥感监测到的垃圾填埋场甲烷分布情况。a-c为露天垃圾场，d-f为卫生垃圾场。
甲烷是强效温室气体，垃圾填埋场是全球第三大人为排放源，占总量约18%，精准监测至关重要。传统方法依赖地面测量或模型估算，存在覆盖窄、成本高、精度低等问题。中国科学院空天信息创新研究院程天海团队取得突破，利用高分辨率卫星遥感技术，开发出可精准量化垃圾填埋场甲烷排放的新方法。
该研究首次从全球尺度系统揭示了不同管理方式对甲烷排放的影响，为改进排放清单、制定减排政策提供了科学依据。这一遥感新方法显著提升了监测的广度与精度，为全球甲烷管控提供了高效、可推广的技术方案。
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《Nature Communications》丨新型“超级显微镜”揭开癌细胞多维真相
Uni-C单细胞多维组学测序文库构建流程
胰腺癌因异质性强、早筛难、治疗手段有限，亟需更强大的单细胞分析技术。中国科学院广州生物医药与健康研究院林达团队开发出新型单细胞多组学技术Uni-C，可在单个细胞中同步解析基因组的大尺度结构变异（如SV、CNV、ecDNA）、小尺度突变（SNP/INDEL）以及染色质三维空间构象，实现多维度、高分辨率的联合分析。
研究团队将Uni-C应用于胰腺癌循环肿瘤细胞（CTC）分析。尽管CTC极为稀少，仅用7个细胞的数据，Uni-C即可还原约89%的SNP/INDEL和75%的结构变异，结果与原发肿瘤组织高度一致，验证了其在稀有细胞中的高准确性。该技术还能揭示ecDNA的分子结构，并发现不同细胞周期阶段CTC的染色质构象存在显著差异，如A/B隔室重构和高级结构消失，为判断肿瘤细胞活性提供了新视角。
更重要的是，染色质三维结构与基因调控密切相关，Uni-C有助于探索基因组变异与转录调控网络间的关联。研究还基于突变数据预测个体化新抗原，实验证实部分新抗原有强免疫原性，联合免疫治疗可有效抑制肿瘤生长，展现出临床转化潜力。
Uni-C为稀有肿瘤细胞的演化追踪、靶点挖掘和个体化治疗提供了强大工具，推动单细胞多组学向精准医学迈进。
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《Physical Review Letters》丨电子在超强磁场中“抱团极化”，发出神秘偏振光
磁场和等离子体的空间分布：a、b描绘磁场，c、d展示电子密度。
磁重联是太阳耀斑、黑洞喷流等极端天体中磁能快速释放的关键过程。当磁场极强时，电子行为进入“辐射主导”区域，辐射阻尼和自旋效应变得至关重要，但其演化机制长期不明。中国科学院理论物理研究所副研究员弓正与德国马克斯-普朗克核物理研究所合作，在极端强场磁重联研究中取得突破。
研究团队构建了融合辐射反作用、电子自旋动力学和量子辐射偏振的先进粒子模拟系统，首次在辐射主导磁重联中发现一种全新结构——“自旋极化凝聚等离子体”。模拟显示，电子在辐射阻尼作用下迅速聚集到“螺旋吸引子”不动点，形成高密度微团粒，同时自旋方向趋于与局域磁场一致，实现准同步极化。
这种凝聚态密度远超传统等离子体团粒，且伴随独特的辐射特征：电子释放的高能伽马光子呈现异常线性偏振，其方向垂直于电子运动平面，显著偏离经典同步辐射模型。研究指出，这是由于自旋翻转过程影响了角动量传递，导致偏振方向重分布。该机制为解释磁星、蟹状星云等天体观测中出现的异常伽马射线偏振提供了新理论支持。
该工作突破了传统等离子体模型忽略自旋与辐射反作用的局限，建立了更完备的理论框架，揭示了“自旋-辐射-偏振”之间的深层关联，为未来利用高能偏振信号探测宇宙磁场、粒子加速过程和等离子体状态提供了全新物理工具。
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https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/c1pk-jmqr
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《PNAS》丨从源头掐断电池爆炸风险，新技术阻断爆炸链式反应
正极阻燃界面抑制电池热失控产气实现锂金属电池高安全
锂金属电池能量密度高，有望突破500Wh/kg，但其安全性差，易因热失控引发火灾或爆炸。高镍正极在高温下释放氧气，金属锂负极与电解液反应产生氢气、甲烷等可燃气体，二者混合极易引发剧烈反应，严重制约其应用。
中国科学院化学研究所白春礼、郭玉国研究员与张莹副研究员团队提出“阻燃界面用于智能气体管理”的创新策略，显著提升电池安全性能。他们在正极内部构建了一种温度响应型阻燃界面（FRI）。当电池温度升至100℃时，该界面释放含磷自由基，迅速迁移至负极，有效猝灭电解液分解产生的H·、CH₃·等活性自由基，使可燃气体生成量减少63%；同时抑制正极49%的氧气释放，从源头阻断可燃与助燃气体结合的爆炸链。
在0.6Ah锂金属软包电池的热滥用测试中，该技术表现出卓越防护效果：热失控峰值温度从1038℃骤降至220℃，升温速率降低达40000倍，实现“零热失控、零爆炸”。气相分析显示，整体产气量减少63%，可燃气体占比由62%降至19%，大幅缓解内部压力积聚。
该研究通过智能气体管理，实现了高能量密度与高安全性的协同优化，为下一代高安全锂电池的设计提供了全新路径。
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《Nature Protocols》丨一滴血测多种炎症？全印刷“智能芯片”来了
印刷光子晶体生物芯片用于快速、高灵敏检测多体液中生物标志物
即时检测（POCT）因其小型化、快速、便捷的特点，在基层医疗和现场诊断中需求日益增长。光子晶体生物传感器凭借高灵敏度、易集成、低成本等优势，成为POCT技术的重要发展方向。然而，如何实现高性能传感器的高效、低成本、批量化制备仍是挑战。
中国科学院化学研究所宋延林、苏萌团队利用其在纳米绿色印刷技术方面的优势，发展出一种全印刷制备的光子晶体生物芯片检测平台。该工艺可精准、高效地制造微纳光学结构，单台打印机每小时可生产2700片芯片，具备大规模应用潜力。团队根据检测需求设计了多种光子晶体阵列，发现其光子禁带与常用荧光染料Cy5的发射波长高度匹配，能显著增强荧光信号，提升检测灵敏度。
