相比依赖电池或磁体的传统植入器件，新一代无源可降解传感器实现了更安全、更灵活的体内监测。

  光计算潜力巨大，却受限于离线训练与精度下降。新架构实现端到端闭环优化，释放其高性能潜能。

  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175期。

   1 《Nature》丨可降解无线传感技术助力深部组织动态监测  

柔性可降解无线传感平台及其信号示意

  获取体内深层组织的动态生理数据对重症监护和术后管理至关重要，但现有体外测量或成像技术难以实时捕捉此类信息。植入式器件虽具潜力，但传统方案依赖电池或磁体，存在安全风险；而现有的无源电感—电容（LC）可降解传感器又受限于读取距离短、信号鲁棒性差等问题。

  针对这些挑战，中国科学院力学研究所等单位研发出一种柔性、可降解的无线传感平台，可在远距离下稳定监测压力、温度等多种生理信号，并在大范围测量距离与角度变化下保持高准确性。该平台创新性地采用“极点移动扫描”读取系统，将所需耦合率降至10⁻⁵量级，突破了无源无线传感在读取距离与信号稳定性方面的瓶颈。通过力学—电磁学协同的一体式折叠结构设计，在确保材料柔性与可降解性的同时，实现了优异的电磁性能。在马腹腔内的体内实验中，该传感器无需精确定位即可可靠捕获深层组织的压力与温度变化，展现出在复杂临床环境中部署的实用优势。

  该技术有望作为医学影像的有效补充，应用于腹内高压监护、心脏搭桥术后监测、脑疾病重症管理等多种场景。

  原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09874-3

  2  《Advanced Photonics》丨相位像素光计算单元实现近91%识别准确率  

高精度光计算研究取得进展

  在人工智能神经网络快速发展的当下，大规模矩阵运算与频繁数据迭代对传统电子计算硬件提出了严峻挑战。光电混合计算因其光子固有的高带宽与并行处理潜力而备受关注，但该技术的实际应用长期面临训练与推理环节割裂、权重更新依赖离线进行等问题，这会导致计算过程中的信息损失与精度下降，最终影响实际任务的推理准确性。

  为攻克这一难题，中国科学院半导体研究所研究团队提出一种基于相位像素阵列的可编程光学处理单元（OPU），并结合李雅普诺夫稳定性理论实现其灵活编程。在此基础上，团队构建了端到端闭环光电混合计算架构（ECA）。该架构通过硬件—算法协同设计，首次实现训练与推理全流程闭环优化，有效补偿信息熵损失，打破光计算中精度与准确度的强耦合限制。架构中还引入了噪声自学习机制，实现了光学与电学参数的联合优化及自适应精度补偿。实验表明，在仅使用4-bit OPU的情况下，ECA在MNIST手写数字识别任务中达到90.8%的准确率，接近8-bit传统计算架构的理论极限（90.9%）。

  该OPU运算速率达30.67 GBaud/s，计算能力为981.3 GOPS，计算密度达3.97 TOPS/mm²。理论推演显示，系统可扩展至128×128规模，计算能力提升至1005 TOPS，密度达4.09 TOPS/mm²，能效高达37.81 fJ/MAC，在微波光子信号处理、光通信及神经形态AI等领域具有广阔应用前景。

  原文链接：https://researching.cn/articles/OJf19b5d9d922324e6

  3  《Science Advances》丨离子筛分策略破解金属氟化物正极溶解难题  

亚纳米多孔界面实现电解质与正极界面之间离子尺寸离子选择性传输示意图

  过渡金属氟化物（TMFs）因氟的强电负性具有高理论电压和优异热稳定性，被视为下一代高压热电池的理想正极材料，但其低电子电导率、复杂合成工艺，以及在高温熔盐电解质中的易溶解的问题，限制了实际应用。尤其在500°C下，熔盐的强溶剂化作用促使TMFs与LiCl发生阴离子交换，生成如CoCl₄²⁻等可溶络合物，引发活性物质穿梭与电极结构破坏。

  针对此问题，中国科学院过程工程研究所团队提出基于“离子筛分”的选择性限域策略，在二氟化钴（CoF₂）颗粒表面原位构筑具有0.54 nm均匀亚纳米孔道的共价有机框架衍生碳界面（CSC），形成“plum pudding@shell”复合结构。该界面利用Li⁺（～0.76 Å）与CoCl₄²⁻（>5 Å）的尺寸差异，有效阻隔大尺寸络合离子外迁，同时保障锂离子快速传输。实验表明，CoF₂@CSC700-24正极在500°C、100 mA cm⁻²条件下，放电平台超2.5 V，比容量达365 mAh g⁻¹，比能量高达882 Wh kg⁻¹，为当前文献报道的高压热电池最高值。机理研究结合热力学计算与恒电流间歇滴定法证实，CSC界面不仅抑制溶解穿梭，还稳定锂离子扩散系数，提升反应动力学。

  该工作为高能量密度热电池及锂离子电池体系提供了创新的界面工程解决方案。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202521241

  4  《Nature Immunology》丨天然“诱饵受体”治疗炎症性肠病新机制获揭示  

野生型而非突变型IL-17REL蛋白通过竞争性结合IL-17配体成员并抑制下游基因表达，以实现治疗炎症性肠病效果

  中国科学院上海营养与健康研究所的研究揭示了人源IL-17受体家族新成员IL-17REL在炎症性肠病（IBD）中的关键保护作用。研究发现，IL-17REL是一种内源性“诱饵受体”，可在巨噬细胞、T细胞和B细胞中被转化生长因子β诱导表达，并通过ATP-P2RX7-GSDMD通路释放至胞外。胞外IL-17REL以浓度依赖方式竞争性结合IL-17A、IL-17C和IL-17F等配体，阻断其与经典受体IL-17RA的相互作用，从而抑制IL-17信号通路激活及下游炎症基因表达，有效限制肠道炎症。研究还发现，IL17REL基因存在两个与IBD显著相关的单核苷酸多态性（SNP）突变位点；功能实验表明，突变型IL-17REL丧失配体结合能力及抗炎功能，在TNBS诱导的结肠炎小鼠模型中完全失去保护作用。相反，携带人源野生型IL17REL的基因敲入小鼠显著缓解结肠炎症状。更重要的是，系统性给予重组野生型IL-17REL蛋白可有效改善小鼠结肠炎，而突变型蛋白无此疗效。

  该研究不仅首次阐明IL-17REL作为功能性诱饵受体的调控机制与免疫作用，还揭示其遗传变异是IBD的重要致病因素，为理解IBD发病机制提供了新视角，并为靶向IL-17通路的创新疗法开发提供了潜在新靶点。

  原文链接：https://www.nature.com/articles/s41590-025-02368-4

  5  《Science Translational Medicine》丨细菌触发形变纳米载体增强宿主抗菌防御  

基于可变形巨噬细胞纳米激活剂的脓毒症相关继发感染防治新策略

  脓毒症常导致严重免疫功能障碍，使患者易受致命性继发感染，而兼顾感染控制与免疫修复是临床难题。促吞噬肽Tuftsin虽可增强巨噬细胞的吞噬与抗菌能力，但其在体内难以稳定、精准地作用于功能异常的巨噬细胞。

  针对此，中国科学院国家纳米科学中心开发了一种细菌靶向、可变形的巨噬细胞纳米激活剂BATMAN。该纳米系统经静脉注射后能高效富集于脓毒症小鼠的感染肺部，并特异性结合细菌表面。在细菌脂肪酶作用下，BATMAN脱去疏水核心Chems，触发FFVLK驱动的结构形变与二次组装，暴露出内部封装的Tuftsin，并在细菌表面形成簇状结构。这一过程显著增强Tuftsin与巨噬细胞Fcγ受体的结合，不仅提升其吞噬能力，还重塑巨噬细胞的抗菌表型，恢复宿主免疫防御功能；同时，形变后的纳米结构牢固锚定细菌，降低其侵袭性。在多种致病菌诱导的肺部继发感染脓毒症小鼠模型中，BATMAN治疗效果显著优于传统抗生素，大幅提高存活率，并促进肺部及全身免疫功能恢复。

  该策略突破了仅依赖杀菌的传统思路，实现了“抑菌+免疫调节”双重功效，为脓毒症继发感染治疗提供了全新范式，并为开发下一代免疫调控型抗感染材料奠定了基础。

  原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adv0313

  6  《Science Advances》丨“人造太阳”实验证实托卡马克密度自由区存在  

EAST高密度实验示意图

  中国科学院合肥物质科学研究院联合华中科技大学、法国艾克斯-马赛大学等，在EAST全超导托卡马克装置上取得重要突破，首次通过实验证实了“密度自由区”的存在。聚变功率与燃料密度平方成正比，高密度运行是提升未来聚变堆经济性的关键，但长期以来受限于经验性的“密度极限”——接近该极限易引发等离子体破裂，威胁装置安全。尽管国际研究在特定条件下实现超密度运行，并推测触发机制源于边界区域，其物理本质仍不清晰。针对此，团队提出边界等离子体与壁相互作用自组织（PWSO）理论，指出边界辐射在密度极限触发中的核心作用，解析出辐射不稳定性边界，并预测在密度极限之外存在一个稳定的“密度自由区”。依托EAST全金属壁环境，研究团队通过电子回旋共振加热与预充气协同启动，有效抑制边界杂质溅射；同时调控靶板条件，降低钨杂质物理溅射，延迟破裂并使等离子体突破传统密度极限，进入预测的高密度稳定运行区间。实验结果与PWSO理论高度吻合，首次验证了密度自由区的真实性。

  该成果不仅深化了对密度极限物理机制的理解，也为未来聚变装置实现安全、高效、高密度运行提供了关键理论支撑和实验依据。

  原文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.adz3040

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