我国集群机器人研究获进展

近日，中国科学院沈阳自动化研究所微纳米课题组科研人员通过机器人集群实验，验证了胚胎发育中的“差异粘附假说”，为理解胚胎发育中形态发生和群体智能行为提供了新的研究手段。相关研究成果发表在《Cell Reports Physical Science》期刊上。

科研团队设计了一套包含50个直径10厘米的圆形机器人的集群系统，通过在外壳中嵌入不同强度的磁铁模拟细胞间粘附力的差异。实验发现了粘附力差异与分选速度之间的非线性关系：当机器人之间的模拟粘附力差异显著或非常小时，分选排序快速完成；而在中等粘附力差异水平下，排序过程显著变慢。这一发现随后在细胞培养实验中得到验证，研究人员推测生物胚胎可能通过调控特定基因表达来控制细胞粘附力差异，从而精确控制发育过程中的时序节奏。该研究将工程科学与生命科学交叉融合，以机器人集群作为研究细胞集群行为的“物理模拟平台”，揭示了生物发育过程中物理相互作用的关键作用。

中科院研究模拟火星氢离子逃逸过程

近日，中国科学院国家空间科学中心研究团队，基于磁流体力学模拟，证明火星氢离子损失的主要源头不是电离层离子通过磁尾的出流，而是氢外逸层电离产生的新生氢离子逃逸。当火星外层大气（外逸层）中的氢原子与太阳风碰撞时，它们与太阳风发生电荷交换，形成氢离子并被太阳风电场加速。这种“拾取离子加速”为氢离子提供了足够能量，来克服火星引力并逃逸到太空。

研究显示，氢离子全球逃逸率比中性氢原子的热逃逸率低1至2个数量级。进一步的研究表明，季节性重复或沙尘暴驱动的氢外逸层密度变化，可以调节氢离子逃逸率。同时，模拟的氢离子逃逸率对太阳风通量的依赖性，凸显了拾取离子逃逸通道在火星历史上对氢损失的重要性。相关研究成果发表在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）刊物上。

我国科学家提出脑机接口“动态电极”

在脑机接口等神经接口系统中，电极是连接电子设备和生物神经系统的核心界面传感器，也是脑机接口中“接口”的核心所在。近日，中国科学院深圳先进技术研究院等，成功研发出如头发丝般纤细、柔软可拉伸、可自由驱动的神经纤维电极——神经蠕虫（NeuroWorm），首次提出了脑机接口“动态电极”的新范式，使传统的被动固定式植入电极首次迈向可主动控制、智能响应、与生物组织协同运动的全新阶段。相关研究成果发表在《自然》（Nature）上。

该研究为外骨骼控制、康复辅助以及日常环境中的人机协同提供了新可能。未来，研究团队将继续在动态柔性电极和“活性”主动响应型柔性电极领域进行深入研究。

我国在红斑狼疮研究领域实现突破

近日，由浙江大学良渚实验室、东部战区总医院国家肾脏疾病临床医学研究中心和浙江大学生命科学研究院等单位合作完成一项题为“Loss-of-function mutations in PLD4 lead to systemic lupus erythematosus”的研究论文在《自然》（Nature）发表。该研究首次证实人类PLD4缺陷可导致SLE并阐明了其致病机制，为SLE的精准诊疗提供了重要理论依据。

通过全外显子组测序，研究人员鉴定到5例狼疮肾炎患者存在PLD4基因突变，首次证实了人类PLD4缺陷与狼疮的关系。研究还进一步回答了为什么PLD4缺陷的狼疮患者的炎症往往发生于肾脏，这与TLR7和TLR9处于重要的免疫信号通路有关。研究显示，PLD4缺陷的患者和小鼠，都有I型干扰素信号通路过度激活的现象。这提示可以使用一种已知的免疫抑制剂对这类患者对症治疗。这项研究不仅拓展了对SLE遗传背景的理解，也为未来开展基于基因分型的个体化治疗提供了重要依据。

西安交大团队破解电容器储能难题

近日，西安交通大学科研团队在聚合物基电介质储能领域取得系列进展，研究成果分别发表在《材料化学学报A》《先进功能材料》《微尺度》以及《微尺度：结构》上。

针对电极限制传导，西安交通大学教授周迪团队提出一种简便的自组装无机纳米层涂覆方法。实验结果表明，涂层的引入有效提高了聚合物表面肖特基势垒，抑制载流子注入，从而显著提升介电聚合物在高温下的储能性能。针对体相限制传导，团队创新性地将P型半导体分子并五苯（PT）引入到聚醚酰亚胺（PEI）基体中。该测试结果充分验证了“电子-空穴对”策略在提高聚合物电介质高温储能方面的显著效果。与此同时，团队基于跨尺度协同调控策略，将介观尺度的自由体积与分子尺度的电荷陷阱相结合，有效解决了热-电耦合应力下自由体积塌陷和空间电荷积累的问题。

中外科研团队揭示热带森林土壤碳汇机制

中国科学院华南植物园联合美国、澳大利亚和西班牙等多国科研机构，在热带森林土壤碳汇机制研究中取得进展。研究团队选取热带地区同一演替序列下的典型森林类型，开展了为期两年的野外原位培养实验。研究结果表明，根系对土壤有机碳的年均净贡献为1.2 mg C g-1土壤，是外延菌丝的近4倍。根系显著促进了新碳的固定，还可抑制原有有机碳的分解，从而实现土壤碳的净积累。

该研究首次系统揭示了植物根系在土壤有机碳积累中的主导作用，深化了对热带森林碳循环机制的理解，也为全球热带地区的生态恢复提供了科学依据。相关研究成果发表在《全球变化生物学》。