中国科学院大连化学物理研究所生物能源研究部生物能源化学品研究组王峰研究员团队在木质纤维素三素分离和高值利用方向取得重要突破，相关研究工作发表在 Nature 上。

  南京中医药大学医学院朱家鹏教授和耶鲁大学张凯教授联合研究团队首次实现了线粒体原位膜蛋白的高分辨结构解析，这是南京中医药大学首次以第一完成单位在Nature上发表的高水平研究论文。

  清华大学精仪系类脑计算研究中心在类脑视觉感知芯片领域取得重要进展，该研究成果论文封面文章登上Nature 杂志，这是该团队第二次登上Nature杂志封面。

  山西大学光电研究所、量子光学与光量子器件国家重点实验室韩拯教授课题组与中国科学院金属研究所李秀艳课题组、辽宁材料实验室王汉文课题组、中山大学侯仰龙课题组、中国科学院大学周武课题组等合作，提出了一种全新的基于界面耦合的p-掺杂二维半导体方法。该研究成果在Nature发表。

  近日，中国科学院大连化学物理研究所生物能源研究部生物能源化学品研究组（DNL0603组）王峰研究员团队在木质纤维素三素分离和高值利用方向取得重要突破。该团队针对木质素分离中易发生低值化自缩合的难题，设计并开发了催化木质素芳基化的三素分离（CLAF）技术。利用木质素易缩合的倾向，通过引入具有高亲核活性的木质素衍生酚，大幅度提高木质素发生芳基化反应的选择性。基于CLAF技术提取的芳基化木质素通过催化解聚，可制备环境友好的可再生双酚及寡聚酚。联产的纤维素组分和半纤维素糖可分别转化为高纯溶解浆和木糖/糠醛。该策略源于对木质素自缩合反应本质的新认识，采用催化反应手段，解决了在木质纤维素绿色精炼过程中三组分高效分离并高值化利用的难题。该研究成果在助力非石化资源高值化利用的同时，有望解决我国生物质原料利用不充分、生物质基材料进口依存度高等问题。

  木质纤维素是自然界中储量最丰富的可再生原料，广泛来源于木材、竹材、秸秆等，主要由纤维素、半纤维素和木质素（简称“三素”）组成。从微观来看，纤维素分子交织成束，分散于半纤维素和木质素组分中，形成类似于“钢筋混凝土”的结构。其作为可再生化工原料使用的关键难题是，如何高质量地分离三素以获取易于规模化利用的原料，供下游转化使用。现代化学法制浆造纸中，通过酸、碱等化学解决方法，可实现木质素、半纤维素和纤维素组分的部分分离，纤维素纸浆仅约占生物质总量的一半，而占总量20%至30%的木质素发生不可控缩聚，难以完全与纸浆分离，并导致木质素的催化反应活性大幅度降低，通常作为工业废料直接燃烧。作为最具使用价值的可再生碳资源，木质纤维素三素如果无法充分的利用，将限制生物质化工发展的经济性和环境友好性。

  本工作中，王峰团队重新思考了木质素缩合反应的“弊”和“利”，认为利弊是相对的，不存在绝对有利的反应或者绝对有害的反应。木质素发生自缩合反应从化学上可归为芳基化反应，而芳基化反应本身并不是一件“坏事”，与其采用“堵”的方法抑制木质素缩合，不如利用木质素结构中存在自缩合反应位点的“优势”，解决芳基化反应选择性的问题。因此，该团队“因势利导”地引入与木质素结构类似且具有高亲核活性的单酚化合物，在三素分离过程中，单酚与木质素发生选择性芳基化反应，阻止木质素发生无序自缩合。木质素芳基化改性后，溶解性明显提高，可与纤维素、半纤维素组分高效分离，同时保留了自身活性芳基醚结构，更加有助于后续催化解聚。

  此外，该团队高度关注本项研究的应用出口，从终端市场角度思考木质素催化转化。当前研究中，主流路线是通过定向催化解聚木质素中C–O键和C–C键生成木质素单酚，而当前热固树脂（环氧树脂）和热塑树脂（聚碳酸酯、聚芳酯等）生产的主要酚类原料为双酚A（BPA），而非单酚化合物。该团队从产品的终端市场需求出发，明确了直接催化解聚木质素制备双酚的研究方向。基于芳基化木质素的结构特性，团队开辟了一条芳基迁移的催化解聚路线，将CLAF处理后的木质素组分直接催化解聚为木质素基双酚。将此类双酚与BPA进行初步比较研究，发现其材料学性能基本相当，但内分泌干扰活性显著下降，其生物安全性可提高100倍以上，具有优良的市场应用前景。

  CLAF技术以木质纤维素为原料，以高品质溶解浆、半纤维素糖、木质素双酚/聚合材料等作为重要产品出口。溶解浆中纤维素纯度高达95%以上，可替代棉花，提供纺织原料、药辅原料等；半纤维素糖可用于功能性糖、糠醛及其衍生物等重要平台化合物的生产，将有效拓宽半纤维素原料来源；木质素双酚及寡聚酚，虽暂无规模化应用，现阶段的研究结果已经展现出其替代石化基BPA的巨大潜力。作为热固性聚合物和热塑性聚合物的重要前体，木质素基双酚有望在涂料、胶黏剂、通用塑料和工程塑料领域提供可再生和环境友好的产品方案。

  本工作瞄准新质生产力和低碳社会的发展的新趋势，通过三素分离新方法得到的原料能够更好的降低相关产业对化石资源的依赖。结合我国可再生资源的整体分布趋势，亟需发展基于本地资源的生物质转化技术，CLAF三素分离技术可充分的利用不同地区的生物质原料，推动相关产业本土化发展。

  上述工作以“Selective lignin arylation for biomass fractionation and benign bisphenols”为题，于5月29日发表在《自然》（Nature）杂志上。该工作的第一作者为我所DNL0603组博士后李宁。该工作中双酚毒理分析由中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士团队完成、木质素基聚合物合成及表征由我所周光远研究员团队协助完成。该工作基于中国-瑞典（NSFC-STINT）前期合作，瑞典斯德哥尔摩大学Joseph Samec教授团队对该工作做出了重要贡献。美国威斯康星大学-麦迪逊分校John Ralph教授和Xuejun Pan教授对该工作给予了重要建议。上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金、辽宁省生物质能源转化与材料重点实验室等项目的支持。（文/图 李宁、闫可欣、刘慧芳）

  2、南京中医药大学首次以第一单位在《自然》（Nature）发表研究性论文5月29日，南京中医药大学医学院朱家鹏教授耶鲁大学张凯教授联合研究团队的科研成果“High-resolution in situ structures of mammalian respiratory supercomplexes” 在国际顶级期刊《自然》（Nature）上在线发表。该研究突破了蛋白质纯化的传统概念，直接以线粒体成像，首次实现了线粒体原位膜蛋白的高分辨结构解析，得到呼吸链超级复合体的最真实最清晰的三维结构，为氧化磷酸化这一最基本的生命过程的研究提供了坚实的理论基础。这是南京中医药大学首次以第一完成单位在Nature上发表的高水平研究论文，标志着我校在能量代谢相关结构生物学领域的重大研究进展。

  线粒体研究的历史沿革是一段跨越了数个世纪的探索旅程，标志着人类对生命机制深层理解的渴望与进步。最早在19世纪末，科学家们通过显微镜首次观察到线世纪，线粒体研究进入新的高峰，研究领域不断拓宽，从线粒体的基本生物学到其在疾病中的作用，再到线粒体替代疗法和抗衰老研究。线粒体研究正处于前所未有的黄金时期，它的发现和理论正不断推动医学深入发展，揭示生命科学奥秘。

  当前，结构生物学在揭示线粒体复杂功能和机制方面取得了显著进展，利用冷冻电镜（cryo-EM）和X射线晶体学等高分辨率成像技术，科学家们已经能够详细描绘出线粒体内部结构和关键蛋白质复合体的三维结构。但仍面临诸多挑战，比如线粒体内部结构的极端复杂性和动态性，使得获取生理性与底物结合的代表性结构极其困难；对于线粒体内部代表性蛋白的研究主要是通过体外提纯的方法，往往只能捕捉到特定时刻的“快照”，距离真实的线粒体内部环境和重要蛋白的详细反应机制还有很大的空白。

  朱家鹏研究团队突破了蛋白质纯化的传统概念和冷冻电子显微镜技术的束缚，首次实现了在完整的细胞器水平上对心脏来源的线粒体进行超高分辨率成像，可直接从线粒体上精准捕获生命过程的一瞥，精确到了近乎原子级别的细节。

  该研究展现了呼吸链在线粒体上的排布，观测到生理状态下天然底物运作的微观过程，精确定位了呼吸链蛋白质的侧链结构，达到了前所未有的1.8埃（原子尺度的一种度量单位）的分辨率，意味着可观测到蛋白质中几乎每一个原子的位置。该研究不仅揭示了健康细胞中的情况，还通过模拟心脏缺血的细胞条件，预先对心脏做处理提取线粒体，观察到病态呼吸链的变化，让科学家们能够直接明确呼吸链的作用机制，为现代医学发展和疾病治疗提供了新方向。

  南京中医药大学2022届博士、2023年南京中医药大学与耶鲁大学联合培养博士后郑婉为第一作者，南京中医药大学朱家鹏教授和耶鲁大学张凯教授为通讯作者。

  随着人工智能的快速的提升，无人驾驶和具身智能等无人系统正在现实社会中不断推广应用，引领着新一轮科技革命和产业变革。在这些智能系统中，视觉感知作为获取信息的核心途径，发挥着至关重要的作用。然而，在复杂多变且不可预测的环境中，实现高效、精确且鲁棒的视觉感知依然是一个艰巨的挑战。

  在开放世界中，智能系统不仅要处理庞大的数据量，还需要应对各种极端事件，如驾驶中的突发危险、隧道口的剧烈光线变化和夜间强闪光干扰等。传统视觉感知芯片由于受到“功耗墙”和“带宽墙”的限制，在应对这些场景时往往面临失真、失效或高延迟的问题，严重影响了系统的稳定性和安全性。

  为了克服这些挑战，清华大学精密仪器系类脑计算研究中心聚焦类脑视觉感知芯片技术，提出了一种基于视觉原语的互补双通路类脑视觉感知新范式。该范式借鉴了人类视觉系统的基础原理，将开放世界的视觉信息拆解为基于视觉原语的信息表示，并通过有机组合这些原语，模仿人视觉系统的特征，形成两条优势互补、信息完备的视觉感知通路。基于这一新范式，团队进一步研制出了世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”，在极低的带宽（降低90%）和功耗代价下，实现了每秒10000帧的高速、10bit的高精度、130dB的高动态范围的视觉信息采集。它不仅突破了传统视觉感知范式的性能瓶颈，且能高效应对各种极端场景，确保系统的稳定性和安全性。基于“天眸芯”，团队还自主研发了高性能软件和算法，并在开放环境车载平台上进行了性能验证。在多种极端场景下，该系统实现了低延迟、高性能的实时感知推理，展现了其在智能无人系统领域的巨大应用潜力。

  “天眸芯”的成功研制无疑是智能感知芯片领域的一个重大突破。它不仅为智能革命的发展提供了一个强大的技术上的支持，还为无人驾驶、具身智能等重要应用开辟了新的道路。结合团队在类脑计算芯片“天机芯”、类脑软件工具链和类脑机器人等方面已应用落地的技术积累，“天眸芯”的加入将加强完善类脑智能生态，有力地推动人工通用智能的发展。

  5月30日，基于该研究成果的论文“面向开放世界感知、具有互补通路的视觉芯片”（A Vision Chip with Complementary Pathways for Open-world Sensing）作为封面文章，登上《自然》（Nature）杂志。这是该团队继异构融合类脑计算“天机芯”后，第二次登上《自然》杂志封面，标志着我国在类脑计算和类脑感知两个重要方向上均取得了基础性突破。

  清华大学精密仪器系施路平教授和赵蓉教授为论文通讯作者，精密仪器系杨哲宇博士（现为北京灵汐科技有限公司研发经理）、精密仪器系2020级博士生王韬毅、林逸晗为论文共同第一作者。清华大学为论文第一单位，合作单位包括北京灵汐科技有限公司。

  该研究得到了科技部科学技术创新2030“脑科学与类脑研究”重点项目和国家自然科学基金委的支持，也得到了清华大学/IDG-麦戈文脑科学研究院的支持。

  近日，山西大学光电研究所、量子光学与光量子器件国家重点实验室韩拯教授课题组与中国科学院金属研究所李秀艳课题组、辽宁材料实验室王汉文课题组、中山大学侯仰龙课题组、中国科学院大学周武课题组等合作，提出了一种全新的基于界面耦合（理论表明量子效应在其中起到关键作用）的p-掺杂二维半导体方法。该研究成果以“Van der Waals polarity-engineered 3D integration of 2D complementary logic”为题，于5月29日在国际顶级学术期刊Nature在线发表。这是山西大学光电研究所、量子光学与光量子器件国家重点实验室在界面长程电荷序量子超晶格能带调控方面领衔研究的，继极具鲁棒性的量子霍尔效应（Nature Nanotechnology, 17, 1272, 2022）、激子增强关联绝缘态（Nature Communications, 14, 2136, 2023）等系列工作以来，又一创新研究成果。

  经过数十年发展，半导体工艺制程不断逼近亚纳米物理极限，传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。发展垂直架构的多层互连互补逻辑电路CMOS，从而获得向上集成技术的突破，是国际半导体领域积极探寻的新路径之一。由于硅基晶体管工艺采用单晶硅表面离子注入的方式，很难实现在一层离子注入的单晶硅上方再次生长或转移单晶硅。虽能通过三维电极、芯粒等方式提高集成度，但是关键的晶体管始终分布在最底层，没有办法获得z方向的自由度。新材料、或颠覆性原理因此成为非常关注的重要突破点。

  该项研究得到的P型二维半导体晶体管具有低回滞、高迁移率、大开态电流等优势。进一步利用该垂直插层即极性调控的性质，采用交替选择性垂直堆叠，演示了由14层范德华材料组成、包含4个二维半导体晶体管（2N、2P）的互补逻辑门3D NAND以及3D SRAM等（如图1所示）。该项研究打破了硅基逻辑电路的底层“封印”，基于量子效应获得了三维垂直集成多层互补型晶体管电路，为后摩尔时代未来二维半导体器件的发展提供了思路。

  中国科学院金属研究所郭艺萌、李江旭、山东大学詹学鹏、中国科学院大学王春雯、上海科技大学李敏为论文共同第一作者。山西大学韩拯教授、辽宁材料实验室王汉文副研究员、中国科学院金属所李秀艳研究员、中山大学侯仰龙教授、中国科学院大学周武教授为论文的共同通讯作者。北京大学王润声教授和王子瑞同学在TCAD仿真方面给予了支持、山西大学张靖教授和秦成兵教授在测试方面给予支持、北京大学叶堉教授为本工作提供了CrOCl晶体和测试的协助、上海科技大学刘健鹏教授为本文DFT计算提供了支撑、山东大学陈杰智教授和中国科学院金属研究所孙东明研究员与陈星秋研究员在实验方面给予了支持。该研究得到国家重点研发计划纳米专项、国家自然科学基金（“第二代量子材料的构筑与操控”重大研究计划重点项目、面上项目、青年项目）、沈阳材料科学国家研究中心、辽宁材料实验室、山西省“1311”工程、教育部“部省合建”重点高校项目、山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室等支持。

  光催化系列仪器：高通量光筛仪、平行光反应器、光流体反应器、高精度量子仪、全温控光反应仪、光反应釜，联系方式：。