俯冲带中的速度结构变化和水迁移取决于俯冲带中稳定存在的含水矿物组合。叶蛇纹石是俯冲带浅部的重要含水矿物，但到俯冲带深部，叶蛇纹石会脱水形成滑石、镁橄榄石和流体（含滑石的蛇纹石化橄榄岩），因此滑石是可以将水带到地球深处的候选含水相。 中国科学院大学地星学院马麦宁教授团队研究提出了一个更合理的叶蛇纹石-滑石多含水矿物共存体系，可以解释俯冲带的低地震波速现象及有效估算俯冲带的水迁移量。利用第一性原理对滑石和镁橄榄石在高压下弹性的计算结果表明，滑石在6~8 GPa压力下从滑石I相转化为滑石II相，会影响弹性波速随压力的变化趋势；而镁橄榄石的弹性速度会受铁含量的显著影响。 根据叶蛇纹石的脱水反应方程式，本研究建立了含滑石蛇纹石化橄榄岩的速度变化模型。该模型表明，叶蛇纹石脱水会削弱俯冲带中的低速异常，尤其是在深部或初始蛇纹石化程度比较高的区域。研究结果显示，叶蛇纹石脱水能大幅减少向俯冲带深部的水迁移量，如马里亚纳海沟和日本东部俯冲带的水迁移。叶蛇纹石脱水模型为全球俯冲带的成分、地震速度结构和水迁移等提供了更为合理的约束。 研究成果发表于国际学术期刊 Geoscience Fron...

传统碱金属离子电池正极材料的电荷补偿是基于过渡金属氧化还原而实现的，因此其能量密度受限于其中可变价过渡金属离子的含量，可发挥的理论容量已接近理论极限。近年来，研究者们设计了具有混合阴/阳离子氧化还原活性的新型层状正极材料。引入的阴离子氧化还原反应能提供额外容量和更高的工作电压，可提供更高的能量密度。然而，阴离子氧化还原反应在提高能量密度的同时带来了许多挑战，如过渡金属离子迁移、不可逆氧释放和电压衰减等问题，限制了其进一步应用。针对这一问题，肖小玲教授团队从过渡金属层内、过渡金属层间以及多重氧化活性中心设计等多角度、全方位，对阴离子氧化还原反应的可逆性实现了有效调控，为开发具有阴离子氧化活性的高能量密度、高稳定性正极材料提供了新的见解。 首先，在正极材料的过渡金属层内，该团队发现非键O 2 p 态的分布状态会影响阴离子氧化还原反应行为。通过调控过渡金属层内阳离子分布的有序程度实现了非键O 2 p 态的聚集分布转化为均匀分布，这一解聚分布过程有效增强了阴离子氧化还原反应的活性和稳定性。设计具有相对完整蜂窝状结构的正极展现出极高的阴离子氧化还原反应活性，且其中解聚分布的非键O 2 ...

芳烃化合物广泛分布在烃源岩、石油、煤以及现代沉积物等沉积有机质中。由于该类化合物具有生物毒性而难以在活体生物内广泛合成，沉积有机质中的芳烃化合物被认为主要来自于烃类芳构化过程。该过程涉及到烃类化合物的环化、芳构化等脱氢反应，导致反应产物的氢同位素发生分馏。目前，针对沉积有机质中烃类芳构化过程中的氢同位素分馏效应与分馏机理仍然不够清楚。 针对这一问题，国科大导师、来自中国科学院广州地球化学研究所的廖泽文研究员及其团队成员程斌副研究员开展了系列的烃类芳构化及其氢同位素分馏机理的实验研究。前期阶段，研究团队开展了单环芳烃芳构化热模拟实验，揭示了快速的芳构化过程可导致甲苯强烈富集2H（Cheng et al., 2018）。近期，研究团队利用正丁基十氢化萘开展了二环芳烃的芳构化过程及其氢同位素分馏的实验研究，结果显示，萘和1-甲基萘含量随着芳构化程度的增大而增加，单质硫的加入促进了烃类芳构化过程与芳烃化合物的形成。实验产物中的高环数芳烃相对于低环数芳烃更加富集2H，例如， δ2H甲基十氢化萘 < δ2H甲基四氢化萘 < δ2H甲基萘。但是，当烃类芳构化程度的增加达到一定程度时，芳烃的...

近日，中国科学院大学、精密测量院研究团队在肺部通气和气血交换功能可视化定量评估方面取得重要进展。团队提出了一次采样可同时获取气态和溶解态129Xe MRI影像的新方法，并在间质性肺疾病等肺部重大疾病上开展了应用研究。相关研究成果近日在国际学术期刊《创新》（The Innovation）上发表。 肺部重大疾病，包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）、间质性肺疾病和哮喘等，在全球发病率和死亡率均居高不下。这些疾病通常伴随着早期气血交换功能的变化。目前，临床评估肺部气血交换功能主要依赖于肺部整体一氧化碳弥散量（DLco）测量，但该方法难以及时检测出肺部疾病早期微小病灶。超极化129Xe MRI作为新兴的临床肺功能成像方法，利用129Xe在肺泡（气态，Gas）、肺组织/血浆（Tissue and Plasma, TP）和红细胞（Red Blood Cell, RBC）等不同肺组织中产生的磁共振信号化学位移不同，实现无创无辐射肺部气血交换功能成像。 然而，不同肺组织中129Xe磁共振信号快速衰减和相互干扰的问题，是129Xe MRI精准评估肺部气血交换功能面临的极大挑战。为了解决该问题，...

遗传发育所研究团队发现木聚糖合酶复合体（XSC）核心成员 IRX10 和 XOAT6 在水稻茎秆强度与可降解性中的协同调控机制，并揭示了其生物合成和功能作用，为作物性状改良及生物质利用提供了新的理论基...

颅咽管瘤是一种罕见但侵袭性强的脑部肿瘤，尽管被归类为良性，仍对周围脑组织造成严重影响，且手术治疗常伴随高复发率。中国科学院遗传与发育生物学研究所吴青峰团队通过精准动物模型和高通量药物筛选，发现钙离子通...

世界上大多数富水、氧化的花岗岩沿俯冲带分布（图1），这是因为俯冲板块释放的流体携带高氧逸度物质进入上覆地幔楔和地壳，导致地壳部分熔融形成的。通常认为氧化性的俯冲物质难以直接到达距离海沟很远的陆内环境，因而陆内花岗岩应当较为贫水、还原。然而，在距离海沟超过1000 km的陆内也分布着大面积的氧化性花岗岩（图1），比如华北克拉通和怀俄明克拉通等，这些氧化性花岗岩的成因尚不清楚。 图1 环太平洋高氧逸度花岗岩的分布 近日，国科大博士毕业生、来自中国科学院广州地化所徐义刚院士团队的博士后杨传茂等，联合长江大学夏小平教授和地质地球所杨进辉研究员等，对华北克拉通燕山造山带和辽东半岛的花岗岩进行了锆石水含量、氧逸度和Hf-O同位素以及微量元素研究。根据岩性和形成时代，这些花岗岩可分为早白垩世A型、早白垩世I型和侏罗纪I型花岗岩。结果显示，早白垩世花岗岩锆石水含量高于侏罗纪的，并且A型花岗岩水含量高于I型，侏罗纪I型花岗岩的水含量与大陆弧花岗岩水含量类似（图2）。更为重要的是，锆石水含量与氧逸度之间存在明显的正相关关系（图3A），全岩和锆石主微量元素等指标显示在同等演化程度下，早白...

玻璃是人类历史上最重要的材料之一。早在公元前一千纪，地中海、美索不达米亚、南亚和东南亚等地区以钠玻璃生产而著称，而中国则以铅钡玻璃生产而闻名。作为古代玻璃制品的重要代表之一，蜻蜓眼玻璃珠最初出现在埃及和美索不达米亚，并于春秋晚期经由欧亚草原传入中原。过往研究表明，中国铅钡玻璃蜻蜓眼珠的出现受到外来钠玻璃的影响。然而，后者究竟如何影响了铅钡玻璃珠的制作？要圆满回答这一问题，需要深入了解铅钡玻璃的矿料来源和制作工艺。 来自中国科学院大学（徐思雯、杨益民）、湖北省文物考古研究院（罗运兵）、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（侯叶茂、李志恒）和中国社科院考古研究所（刘念）等单位的研究团队使用多种显微分析方法发掘战国至西汉时期铅钡玻璃蜻蜓眼珠的技术内涵（图1），剖析本土铅钡玻璃对外来钠玻璃在原料与工艺方面的吸收与创新，相关论文“Adoption and adaption: the rise of Pb-Ba glass underlines the impact of soda glass along the pre-Silk Road”近期于《Science Bulletin》在线发...

挥发过程中化合物的同位素分馏不仅是稳定同位素研究领域的关键基础问题，也有很高的应用价值。其中，石油轻烃的氢同位素以其挥发过程中的逆向分馏特征而明显区别于碳同位素，使其有可能在复杂油气藏的成因研究中发挥重要的作用。然而，与碳同位素相比，已有研究对挥发过程中影响轻烃氢同位素分馏的关键因素还有待阐明。 针对上述问题，国科大博士生、来自中国科学院广州地球化学研究所彭平安院士团队的刘文娜同学在贾望鲁研究员的指导下，开展了单个化合物、烷烃混合物和轻质油三种体系下的自然挥发实验，结合碳（C）同位素定量深入研究了多类轻烃的氢（H）同位素富集因子（ε）的变化规律与主控因素，力图为原油成因的研究提供新方法。 图1. 不同挥发体系中H和C同位素富集因子（ε） 研究结果表明，轻烃H同位素的分馏程度受挥发体系、化合物分子量及其结构的影响：（1）H和C同位素分馏程度大小均依次为轻质油>烷烃混合物>单个化合物体系（图1），这种差异与挥发体系轻烃的不饱和度有关。（2） 对于同一体系中结构相似的轻烃，由于样品池的缓冲作用，H同位素的分馏程度随分子量的增加而增加，与C同位素相反（图1）。（3）对于...