近日，宁波大学物理科学与技术学院胡子阳教授团队在双模光电探测器领域取得重要进展，该研究通过界面深阱工程策略，首次研制出一种仅需-0.3伏超低电压即可自由切换工作模式的钙钛矿光电探测器，成功破解传统探测器高电压与慢响应难以兼得的行业难题。相关成果发表在国际期刊《ACS Nano》上。
| 图源：宁波大学 |
在光通信、生物传感、机器视觉的竞赛中，设备的“眼睛”——光电探测器，始终面临“看得清”和“反应快”的双重核心考题。
目前主流的单模式器件虽然技术成熟，但往往顾此失彼。相比之下，双模可切换探测器集光伏（PV）与光电倍增（PM）两种模式于一体：光伏模式如同“节能模式”，0伏电压下就能自供电工作；光电倍增模式则像“高性能模式”，能把微弱光信号放大数十倍。因此，双模探测器=被科学界视为突破性能瓶颈的全能“选手”。
然而，这位“选手”也有难言之隐：目前通过电压调制实现模式切换的器件，普遍需要较高的工作电压，且在光电倍增模式下响应速度停留在毫秒级——这就好比一辆跑车既费油又“起步肉”，随着高频弱光场景的需求增长，逐渐摸到了应用的天花板。因此，如何让探测器在超低电压下既“敏锐”又“敏捷”，一直是全球光电专家的心病。
针对上述难题，该研究创新引入界面深阱工程策略，通过精准调控器件界面的陷阱状态，在仅-0.3伏的超低反向偏压下成功缩窄势垒并实现高效空穴注入，无须任何外部放大装置即可完成光伏与光电倍增模式的偏压切换工作。
研究结果显示，该器件在电学性能上表现卓越：光电倍增模式下，外量子效率高达2162%，比探测率达到1.65×1012Jones，响应时间仅为3.70/2.73微秒；光伏模式下，器件可在0伏自供电条件下稳定运行，比探测率达1.12×1011Jones，响应速度更快至2.10/1.21微秒。通过实验证明，该器件在保证超低功耗的同时兼具高灵敏度和超快速度，有效化解了传统光电倍增模式高电压与慢响应之间的长期矛盾。
“我们不再依赖‘高电压’这个‘笨办法’，而是在材料界面精心布置了一层‘深阱’，就像在城门口挖设特定的‘候车区’，让空穴乘客们提前排队等候，门一开就能快速通过，既省力又高效。”团队负责人胡子阳解释道。当反向偏压仅需-0.3伏时，这些界面深阱便能缩窄势垒，实现高效的空穴注诶。这种设计如同给信号装上了“放大器”，就好比即便光信号再微弱，也能被清晰地“听见”，且无须付出高电压的代价。
“这项研究的核心在于，我们成功在微纳尺度上，通过界面能级调控'驯服'了高电压。”胡子阳介绍，这种双模可切换探测器就像一只“会变档的眼睛”，强光环境下用节能的光伏模式“细水长流”，遇到微弱光信号时切换到光电倍增模式“明察秋毫”。
据悉，该研究建立了一种通过界面能级调控统一低功耗与高性能的新范式，为开发超低电压，可切换双模光电探测器提供了切实可行的技术路径。
作者：夏凡，邵一鸣 来源：科技日报
据英国《自然》网站报道，谷歌旗下深度思维公司发布了人类基因组图谱——阿尔法基因组Atlas。该图谱覆盖了人类基因组中约90亿种单核苷酸变异（单个DNA字母改变）可能导致的潜在影响，是迄今最全面的基因突变分子效应目录。它不仅有助于筛选致病突变，更能在罕见病研究中发现被忽视的关键变异，为精准医疗开辟新途径。
人类基因组由30多亿个碱基组成
| 图源：《自然》网站 |
DNA包含4种字母：A、T、C、G，分别代表腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤，统称为碱基。人类基因组含有30多亿个碱基，其中只有约2%直接编码蛋白质，其余部分多是调控序列或功能尚未完全明确的区域。
基因组中最常见的变异之一，是这4种字母之一的改变。正是这类单字母变化，造就了人与人之间的差异，也带来了不同的疾病风险。
阿尔法基因组Atlas计算了人类基因组中每个DNA字母3种可能核苷酸变化的预测值，数据量高达1拍字节，相当于约2亿张照片。
公司研究团队还开发了预测基因突变生物学影响的指标——阿尔法基因组变异影响（AVI）评分，能可靠地从临床基因组学数据库中识别致病突变。例如，借助AVI评分及其他预测结果，美国博德研究所团队锁定了一个非编码变异，将其认定为一名严重癫痫患者的可能病因。
英国埃克塞特大学统计遗传学家加雷斯·霍克斯表示，该图谱有助于在庞大的全基因组与健康数据库中，揭示“非编码”DNA变异与生物性状及疾病之间的关联。他利用这些预测结果，在英国生物银行5.4万名参与者的全基因组数据中，识别并解释了与数千种血液蛋白水平相关的罕见非编码变异。他还计划将类似分析拓展至身高等其他性状。
英国威康桑格研究所分子生物学家本·莱纳尔认为，该图谱十分有用，但像阿尔法基因组这样的模型，其预测性能还远未达到理想水平，目前不应单独用于临床决策。
作者：刘霞 来源：科技日报
科学家首次绘制出动物进食决策背后的全链路神经图谱。由葡萄牙尚帕利莫基金会领导的国际团队在近期《细胞》杂志发表两项研究，其中一项完整绘制了果蝇中枢神经系统16.67万个神经元的连接图谱，另一项则在此基础上追踪了味觉信号从全身感官神经元到运动神经元的完整路径，揭示了味觉如何驱动进食、回避和激素释放等行为。
神经元将味觉信息转化为运动
| 图源：《细胞》 |
这项工作是近20年努力的成果，参与者包括美国霍华德·休斯医学研究所、英国剑桥大学、MRC分子生物学实验室和谷歌研究院。
团队不仅追踪并编目了16.67万个神经元，还识别出超过11000种不同的细胞类型。与以往只关注大脑的图谱不同，新连接组保留了大脑与神经索之间的联系，使得跨越这一分界线的神经路径成为可能。AI能在追踪神经元连接时发挥了关键作用，并能预测神经元之间是激发还是抑制，为理解信号内容提供了线索。
味觉在果蝇中并不仅限于口腔，而是分布在腿部、翅膀、口器和喉咙内侧。研究人与逐一识别并分类了所有味觉受体神经元，并追踪其信号如何连接到控制摄食、运动、激素释放和求偶的回路。他们发现，虽然味觉传感器遍布全身，但携带相似“价值”信号的神经元通常会汇聚到大脑深层的同一回路中，同时保留位置信息，以便动物根据味道来源做出不同反应。
团队还识别出24种进食运动神经元类型，并绘制出通向这些神经元的路径。许多回路并不是直接激活运动神经元，而是先对进食动作保持抑制，直到诱人味道足够强烈时才解除抑制。这种设计有助于防止误食有害物质。
这份最新图谱还首次展示了味觉与激素反应之间的精确神经连接。研究显示，动物在营养完全吸收之前，神经系统已经告诉身体食物即将到来。这或有助于解释为什么零卡路里甜味剂，也能促使胰岛素释放。
团队表示，完整的连接组图谱不是终点，而是未来生成理论假设的工具。科研人员还可以直接查阅“地图”，找出相关感觉神经元和运动神经元之间的连接。
作者：张梦然 来源：科技日报
澳大利亚皇家墨尔本理工大学与法国国家艺术与工艺学院科学家携手，研制出全球首个钛-聚合物开孔混合晶格超材料。它不仅能漂浮在水面上，还比目前用于码头、浮标和漂浮传感器的不锈钢或高密度塑料更耐海水侵蚀。这项新发明攻克了金属晶格结构难以漂浮的根本性难题，相关论文发表于近《先进材料》杂志。
测试中使用的3D打印浮标
| 图源：澳大利亚皇家墨尔本理工大学 |
金属晶格超材料已在生物医学、航空航天、国防和热工程等领域展现出变革潜力，但在海洋领域的应用却长期受阻。原因在于：尽管金属晶格可以做到极轻，密度不到水密度的十分之一，但其开放、连通的空间会进水，导致结构在水中下沉。
在最新研究中，团队利用聚氨酯泡沫填充空心钛支柱，便创造出这种新型结构。即便在严重开裂、破损后，水在其中流动，它依然能浮在水面。样品在淡水中持续漂浮两个多月，验证了其持久浮力。
团队提出了一种名为“骨架密度”的新方法，用以判断开放结构能否漂浮。传统密度计算把晶格结构内的所有开放空间都计入体积，但这些空间一旦进水，便对浮力没有贡献。骨架密度则只计算结构中不进水的那部分，如钛壁和密封泡沫填充的通道。这为工程师提供了一条简单的设计准则：只要骨架密度低于周围液体密度，即便水流过所有外部开口，结构也能漂浮。
测试表明，在总密度相同的情况下，新型钛结构的强度比海洋中广泛使用的不锈钢或高密度聚乙烯高出70%。在海水短期腐蚀测试中，它同样表现良好——浸泡两周后，晶格质量仅损失0.15%，强度下降不到1%。
更重要的是，即使出现开裂、关键连接点失效，乃至整个晶格层断裂等严重损坏，混合晶格依然具有浮力。只有当被严重压碎、压实后，它才会沉没。这凸显了其在严重结构损伤下仍能漂浮的潜力。
团队利用新结构，3D打印出一个海洋浮标，即使在湍流海水罐中倾斜达45度，浮标仍保持稳定，无需密封套管、保护涂层或额外浮体。
作者：刘霞 来源：科技日报
我国人口老龄化持续加深，老年人群衰弱、失能防控成为重点公共卫生议题。“没力气、走路慢”常被当作衰老的自然表现，这背后却可能是高发于老年人群的肌少症——一种以肌肉量减少、肌力下降为特征的退行性疾病。该疾病早期症状隐匿，极易被忽视。目前，缺乏有效治疗药物，膳食营养干预是主要防治手段。
近日，山东大学公共卫生学院副教授杜磊团队在国际知名学术期刊《Npj食品科学》上发表研究论文，揭示了南极磷虾油缓解肌少症的功效及分子机制，为老年人群的精准营养干预提供了新的科学依据。
南极磷虾油缓解衰老小鼠肌少症的作用机制
| 图源：山东大学 |
团队以D-半乳糖诱导“加速衰老”的小鼠为研究对象，连续补充南极磷虾油。实验显示，小鼠的骨骼肌质量明显增加，握力更大，跑得更久，肌肉纤维也变得更粗壮；同时，骨骼肌里p53、p21等衰老标志物的水平也下降。在同等剂量下，南极磷虾油的效果比传统鱼油更加优异。
研究人员推测，这可能与磷虾油“自带”的营养结构有关：它的核心成分EPA、DHA是以磷脂形态存在的，比鱼油中的形态更容易被身体吸收利用，加上还含有虾青素这种天然抗氧化成分，三者能更高效地富集到肌肉组织中，从而发挥更强的保护作用。
机制研究显示，磷虾油通过激活细胞内AMPK信号通路发挥保护作用：一方面维护线粒体质量与功能，保障肌肉细胞能量供应；另一方面抑制肌肉蛋白降解、促进蛋白合成，维持蛋白质稳态，从而延缓肌少症进展。
该成果不仅揭示了南极磷虾油改善骨骼肌功能的关键通路，也为开发面向老年人群的精准营养干预策略和相关功能性食品提供了新的科学依据。
该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41538-026-01081-2
作者：廖洋，王雨晴，车慧卿 来源：中国科学报
新闻素材撷取：科学网
部分配图参考：摄图网
选摘时段：2026年9月7日-9月13日
编辑排版： 建强伟业品牌宣传部
