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    一周前沿科技盘点丨3I/ATLAS 逆行穿越太阳系的碰撞谜题终破解；全新预晶种技术赋能钙钛矿光伏规模化

    11小时前

    阅读(11)

    北京国际科技创新中心.gif

      太阳系第三位星际访客彗星3I/ATLAS逆行闯入内太阳系，中国科学院上海天文台领衔国际团队，通过高精度模拟，揭晓了其与太阳系天体的碰撞风险及科研价值。


      钙钛矿太阳能电池是下一代光伏技术的重要方向，中国科学院青岛能源所等团队突破界面瓶颈，研发出高效可规模化的制备新策略。


      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182期。



      1 《The Astronomical Journal》丨3I/ATLAS 逆行穿越太阳系的碰撞谜题终破解  

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    彗星3I/ATLAS穿越太阳系内侧的轨迹示意图。来源：ESA NEOCC


      继 2017 年 “奥陌陌”、2019 年 “鲍里索夫” 后，太阳系迎来了第三位被确认的星际访客 —— 彗星 3I/ATLAS（编号 C/2025 N1）。与前两位从太阳系边缘安全掠过不同，这颗彗星轨道倾角约175°（近乎逆行），近日点仅约 1.36 天文单位，将逆流穿越内太阳系的天体密集区。


      为探明它与太阳系天体的碰撞风险，中国科学院上海天文台领衔的国际团队，聚焦 2025 年 8 月至 2026 年 4 月彗星穿越内太阳系的关键期，采用 N 体数值模拟方法，综合太阳、八大行星及大量小行星的引力影响，筛选超 3.8 万颗近地小行星、140 万颗主带小行星的轨道数据逐一排查。结果显示，期间共有 31 颗近地小行星、736 颗主带小行星，会与彗星距离缩至 0.03 天文单位（约 450 万公里，仅为地月距离的 10 倍）以内。其中它与小行星 2020 BG107 的核心撞击概率约 0.025%，小行星闯入其彗发的概率达 2.7%。


      这项研究不仅完成了风险评估，还为理解太阳系演化提供了新视角，其构建的预测方法可推广至同类天体研究。


    原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ae2ea6


      2 《Nature Synthesis》丨全新预晶种技术赋能钙钛矿光伏规模化  

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    CSV预晶种的作用机制


      钙钛矿太阳能电池凭借高效率、可溶液加工的优势，被视作下一代光伏技术的核心方向。近年来，基于自组装单分子层的倒置结构钙钛矿电池效率突破显著，但电池底部界面难以控制的微观结构与电子缺陷，仍是制约其性能和长期稳定性的核心瓶颈。


      中国科学院青岛生物能源与过程研究所联合相关团队，提出创新的晶体 — 溶剂化物预晶种（CSV）诱导生长策略。该方法将特制低维卤化物 CSV 作为 “晶种” 预沉积在基底上，实现了对钙钛矿薄膜底部结晶过程、微观形貌和界面电子结构的全方位调控。CSV 纳米晶可改善基底浸润性，让前驱体溶液均匀铺展，同时作为结晶位点加速钙钛矿生长；其锁定的溶剂分子在退火时可控释放，营造温和的生长环境，有效消除界面孔洞、平滑晶界，得到致密优质的底部晶体结构。团队将该方法与规模化涂布工艺结合，制备出 49.91cm² 的钙钛矿光伏微型组件，实现 23.15% 的转换效率，放大后效率损失不足 3%，展现了优异的工艺放大能力与均匀性。


      该成果为反式钙钛矿电池的界面调控提供了可扩展的高效方案，提出的预晶种概念也搭建了全新的可拓展材料平台。


      原文链接：https://doi.org/10.1038/s44160-026-00993-x


      3 《Nature Sensors》丨AI 赋能解锁月球背面化学演化奥秘  

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    新一代月表主要氧化物含量分布填图


      解析月球表面化学元素的全球分布，是揭示月球内部结构、地质演化历史，理解地月系统形成发展的核心途径。此前，月球元素丰度的遥感研究仅能依靠近地侧采样数据校准，导致占月球近半面积的背面长期处于 “观测盲区”，现有反演模型在背面复杂地形下偏差显著，诸多关键科学问题长期缺乏精准定量数据支撑。


      中国科学院上海技术物理研究所等研究团队，基于嫦娥六号任务获取的全球首个月球背面样品实测数据，结合月球轨道高分辨率光谱成像数据，搭建了基于残差卷积神经网络的 AI 智能反演框架，构建出全球首套融合月球背面实地真值的高精度月球全球主要氧化物含量分布图。


      该研究攻克了月球背面化学成分反演缺乏实地数据约束的难题，大幅提升了全球尺度元素反演精度，重构了六大主量元素氧化物的全球分布，首次定量证实月球背面高地镁质岩出露比例显著高于近地侧，厘清了南极 — 艾肯盆地深部物质暴露特征，填补了月球背面地质研究的关键数据空白，为后续月球探测工程、资源勘探提供了高精度科学支撑。


      原文链接：https://www.nature.com/articles/s44460-025-00021-z


      4 《Microbiome》丨 RamEx 一站式框架高效提取生物信息

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    研究开发出面向拉曼组大数据的集成分析框架RamEx


      拉曼组是一种免荧光标记、无损的单细胞代谢表型组技术，能以低成本、活体的方式，在单细胞尺度识别从微生物到动植物各类细胞的代谢状态与功能互作。随着拉曼流式细胞仪等装备的普及，拉曼组数据规模爆发式增长，但如何从海量数据中高效提取可解释的生物学信息，成为制约该技术广泛应用的核心瓶颈。


      中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队，开发出面向拉曼组大数据的集成分析框架 RamEx。该平台以自动化质控算法与高效并行计算为核心，搭建了从数据读取、标准化预处理到下游数据挖掘的一站式工作流，可在单细胞水平系统解析微生物代谢表型的异质性与代谢模式分化。团队还配套提出基于迭代卷积的离群值检测算法，无需预设参数即可动态识别异常光谱，在多类真实生物样本中展现出优异的稳定性，为后续研究提供了可靠的数据基础。


      基于 RamEx，团队还验证了拉曼组在捕捉细胞表型异质性上的独特优势，为复杂微生物群落的功能与适应机制研究，提供了全新的技术路径。


      原文链接：https://doi.org/10.1186/s40168-026-02339-3


      5 《Science》丨柔性热电薄膜让“体温发电”落地更近  

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    IHP-TEP结构的设计思想与表征结果


      全球超60%能源以废热形式浪费，热电材料可实现热能与电能无污转换，柔性款更能贴附人体或衣物。理想柔性热电材料需兼具高电导率和低热导率，这一直是科研难题。


      中国科学院化学研究所团队创新提出“无序—有序”协同调控理念，通过聚合物相分离方法，制造出不规则多级孔热电塑料薄膜。该方法可像喷漆、印报纸一样实现低成本大面积成型，无需复杂工艺。此次制备的新薄膜性能大幅突破：热导率降低72%，载流子迁移率最高提升52%，核心指标zT值达1.64，突破1.5的关键门槛，创造同温区柔性热电材料世界纪录。


      这一突破推动聚合物热电材料跨入实用化，为可穿戴发电、贴附式制冷等应用提供了可能，也为后续研究提供了清晰思路。


      原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx9237


      6 《Journal of the American Chemical Society》丨新型催化剂实现高效稳定运行  

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    中性体系下电催化乙二醇制备乙醇酸示意图


      乙醇酸是合成可降解材料聚乙醇酸（PGA）的核心单体，传统合成工艺依赖剧毒原料、能耗高。电催化乙二醇氧化制备乙醇酸的技术，可同步实现绿电消纳、产业升级、环保治理三重价值，是极具前景的绿色替代方案。


      中国科学院理化技术研究所此前已率先研发出碱性体系下的该技术，完成了从克级到十公斤级的放大制备，但碱性体系存在明显瓶颈：乙醇酸分离纯化流程复杂、废盐副产突出，既违背绿色化学理念，也大幅推高了工业化落地成本。为破解这一难题，该团队提出中性体系下的制备技术构想，设计构筑了原子级分散 Ir 修饰的 Pd 单原子合金催化剂（Ir1Pd‑SAA）。该催化剂的高密度 Ir–Pd 界面，可构建活性中间体 * OH 的高效传输网络，在强化目标反应的同时抑制副反应。


      原位谱学表征与电化学测试证实，该催化剂乙醇酸选择性达 80.1%，法拉第效率达 76.3%，可实现 330 小时以上连续稳定运行，为乙醇酸绿色工业化合成提供了核心支撑。


      原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c01709

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    来源：北京国际科技创新中心公众号

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