Nature
　　
　　
对抗真菌感染

　　Nature封面：烟曲霉菌（Aspergillus fumigatus）的伪色扫描电子显微镜图像，展示了烟曲霉菌的分生孢子梗。Nature杂志第7696期封面文章报道了宿主免受烟曲霉菌感染的研究进展。英国阿伯丁大学的Gordon Brown和同事分析了哺乳动物如何能够探测这些真菌孢子的细胞壁中的黑色素。科学家进一步鉴定出一个名为MelLec的新细胞受体，该受体可感知DHN-黑色素并触发免疫应答，这对于保护宿主免受烟曲霉菌感染具有十分重要的作用。
　　

连续波室温金刚石微波激射器

　　Nature封面：一种室温微波激射器系统用到一颗有氮空位中心的金刚石。Nature杂志第7697期封面文章报道了新型连续波室温金刚石微波激射器。Jonathan Breeze及同事描述了一种可在连续波模式下运行的室温微波激射器。微波激射器已经被用于深空通信和射电天文学，而这样的室温微波激射器或许在医学、安保和量子技术方面也有应用前景。传统微波激射器正常工作需要低温制冷及高真空系统，这在某种程度上限制了其潜在应用。之前科学家已经用分子晶体研发出了室温微波激射器，它们的热性能和力学性能相对较差，且只能在脉冲模式下工作。
　　

演化出胰岛素抗性以应对营养匮乏环境的盲眼洞穴鱼

　　Nature封面：墨西哥丽脂鲤。Nature杂志第7698期封面文章演化出胰岛素抗性以应对营养匮乏环境的盲眼洞穴鱼墨西哥丽脂鲤（Astyanax mexicanus）。墨西哥丽脂鲤由此形成了一种饥饿—饕餮式生活，出色地适应了它们的生存环境。这种洞穴鱼携带一种胰岛素受体突变，可导致人类患上严重的II型糖尿病，但是因此产生的高血糖似乎对这种鱼没有造成不良影响，它们依然健康而且寿命也正常。作者推测墨西哥丽脂鲤已经演化形成了血糖调节代偿机制，使它们能够在严峻的环境中生存下来。
　　九微米波长室温光电探测器和吉赫频率外差接收机
　　Nature封面：量子阱红外光探测器的扫描电子显微镜图像。Nature杂志第7699期封面文章报道了9微米波长室温光电探测器和吉赫频率外差接收机。该探测器由一个金属化超材料谐振器阵列组成。研究者Daniele Palaferri和他的合作者将光学超材料与量子阱红外光探测器的高速度结合起来，可以实现超灵敏相干检测，这和用于无线电波的外差检测相似。在室温下检测长波长红外辐射的灵敏度增强了，或许使一系列新应用成为可能，如热成像、环境遥感和自由空间相干通信。
　　
　　
　　
　　
Science
　　
　　
　　

肿瘤免疫治疗革命

　　Science封面：肿瘤免疫治疗特刊封面。Science杂志第6382期封面及特刊报道了多篇肿瘤免疫治疗领域多位顶尖专家的团队撰写的文章。其中包括里程碑式免疫疗法CAR-T治疗先驱Carl June教授最新综述文章。肿瘤免疫治疗无疑是肿瘤治疗史上的重大突破。这种肿瘤疗法的聪明之处在于，它利用了人体最为强大的武器—免疫系统，来对付“叛变”的细胞—肿瘤细胞。肿瘤免疫治疗无疑是肿瘤治疗史上的重大突破。这就与此前的疗法—直接杀伤肿瘤细胞思路迥异。唤醒人类身体中沉睡的强大武器：免疫系统，这便是肿瘤免疫治疗的精髓。
　　

高熵合金纳米颗粒

　　Science封面：令人震惊的合成。Science杂志第6383期封面文章报道了突破热力学极限制备的高熵合金纳米颗粒。多元金属纳米颗粒在催化、储能和影像等诸多领域具有广泛的应用前景，但传统湿法合成很难得到三元以上的金属纳米颗粒。熔炼法可以得到五元以上机械性能优异的块体高熵合金，但却非常难以纳米化。胡良兵及其合作者发展了全新的两步碳热冲击法(Carbonthermal Shock,CTS)，可以得到八元高熵合金纳米颗粒，且具备优异的催化性能，在很大程度上解决了这一问题。
　　

古基因组重新审视本土马和普氏野马的祖先

　　Science封面：普氏野马（Przewalski’s horses）。Science杂志第6368期封面文章报道了古基因组研究重新审视本土马和普氏野马的起源。科学家将测定的42个古代马基因组与现有的46种古代和现代马基因组相比，发现普氏野马是博泰牧马的野生后代，而非真正的野马，过去4000年来的所有本土马具有博泰血统的只有约2.7%。这项研究结果表明，大规模的基因组转换为驯马的扩张奠定了基础，与青铜时代早期的大规模人口扩张相吻合。
　　

ABA作用于细胞-C的季节性生长的光周期调控

　　Science封面：等待春天。Science杂志第6385期封面文章报道了影响树木冬季休眠的机制。在温带和寒带地区，多年生植物拥有季节性的生长周期。在冬季，树木会进入休眠期，这时候嫩芽被包裹起来不再生长，保护它们能够度过苛刻的冬季环境。引发树木进入冬季休眠的信号来自于植物激素脱落酸（abscisic acid, ABA）。当光照时间变短时，ABA引发的机制可以阻断植物细胞之间通过胞间连丝（plasmodesmata）进行的通讯。这种通讯阻断会防止促进生长的信号传递到分生组织（meristem），因此过早生长不会在冬季进行。
　　
　　
　　
　　
化石与进化
　　
　　

植物根系进化和生物地理学研究突破

　　中国科学院地理科学与资源研究所郭大立研究员与和美国普林斯顿大学Lars O.Hedin教授等合作，研究进化历史诠释了全球根功能属性的组织方式，论文发表于Nature。长期以来，植物进化理论框架主要基于对叶片、花等地上部分的认识，对地下部分根系结构和功能在进化过程中如何组织却不清楚。该研究提出一个全新的植物进化理论：在长达4亿年的植物进化过程中，地下吸收根朝更加高效、独立的方向进化，为物种开拓新的栖息地发挥了重要作用，促进了植物的传播和进化。这项成果凝结了郭大立研究员毕生对根系结构和功能的探索，令人扼腕的是，郭大立研究员已因病离世。
　　

“雪球地球”过程中存在气候冷暖波动

　　中国科学院南京地质古生物研究所郎咸国博士后与北京大学沈冰研究员等对我国华南南沱冰期演化过程进行研究，论文发表于《前寒武纪研究》。“雪球地球”假说认为，在成冰纪极端过程中，整个海洋被完全冰封，地表水—气交换受到严重阻碍，导致冰期过程中沉积作用减弱甚至停滞，并提出整个冰期地层为雪球地球解体时快速堆积而成。研究恢复了南沱冰期过程中的冰川动力学演化过程，并将南沱冰期划分为4个演化阶段，识别出两次冰川发育鼎盛期。南沱组中部存在的细粒碎屑岩及碳酸盐岩夹层，代表了两次冰盛阶段之间的冰川消融期。南沱组顶部的含砾粉砂岩或粉砂岩沉积表明南沱冰期的消融要早于陡山沱组盖帽碳酸盐岩的沉积。
　

武汉市沙湖摇蚊亚化石记录的湖泊生态环境变化

　　中国地质大学(武汉)地球科学学院地理系黄春玲，陈旭与中南民族大学资源与环境学院曹艳敏合作通过对沙湖沉积岩芯中亚化石摇蚊头壳组合进行分析，并结合武汉市历史资料(非农业人口比重和建成区面积)数据，揭示城市发展过程中人类活动对沙湖生态环境的影响，同时探讨沙湖水体总磷自然本底值，为该湖或区域内同类型湖泊生态修复和环境治理提供参考信息，研究论文发表于《水生生物学报》。摇蚊长期生活在水体底部，能迅速响应外界水环境变化，已有研究表明，摇蚊个体或者群落对水体营养盐水平、水生植被种群演替及缩减具有明显响应。
　　

早期陆生植物适应性进化研究

　　中国科学院昆明植物研究所东亚植物多样性与生物地理学重点实验室黄锦岭研究组与昆明植物所孙航研究员、刘莉研究员、胡金勇研究员，扬州大学杨泽峰教授及美国路易斯维尔大学Mark P.Running教授合作，发现小立碗藓hemerythrin基因起源于真菌向早期陆生植物的水平基因转移事件，hemerythrin基因在小立碗藓中通过改变蛋白编码顺序（Shifting of reading frames），演化出一个新双编码基因（Dual-coding gene）YAN/AltYAN。研究论文发表于Nature communications。早期陆生植物形态结构相对简单，却具有极强的环境适应能力。特有基因往往对于物种适应特殊环境具有重要的作用。
　　
　　
　　　　
化石与进化
　　
　　

中国早白垩世蝾螈化石研究

　　中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王原研究员课题组对新发现的8件化石材料进行研究，修订并补充了围场皇家螈的鉴定特征，相关研究成果发表在《古脊椎动物学报》。围场皇家螈（Regalerpeton weichangensis）是一类产自河北围场早白垩世的有尾两栖类。依据形态学特征对皇家螈生态环境进行复原：皇家螈的幼年个体中保留三对外鳃，鳃丝浓密，具有高的尾鳍，生活在水深相对较深的水域，靠鳃呼吸。向成年转变过程中，外鳃退化，尾鳍减低，生活在水深较浅的水域，可将头伸出水面用口腔换气。化石记录显示，成年围场皇家螈保存了骨化的腕跗骨，表明它的四肢具有较强支撑能力。
　　

微生物趋磁性古老单起源的新模型

　　中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室生物地磁学研究团队研究员林巍、潘永信等，联合澳大利亚国立大学和美国内华达大学拉斯维加斯分校的合作者，开展了迄今规模最大、跨越南北半球的趋磁细菌多样性和宏基因组研究，研究论文发表于《国际微生物生态学会会刊》。结合对公共数据库中已发表微生物基因组数据的筛选，共获得了28条、分属于3个细菌门类的环境趋磁细菌的基因组草图，首次发现了属于ζ-变形菌纲和λ-变形菌纲的趋磁细菌，确认了原先划分为α-变形菌纲的趋磁球菌应为一个独立的新纲，η-变形菌纲。提出了微生物趋磁性古老单起源的新模型。
　　

猪亚科化石研究

　　中国科学院古脊椎动物与古人类研究所侯素宽等与国内外学者合作对云南昭通水塘坝地点的猪科化石开展了系统研究，讨论了猪亚科研究的一些有争议的问题，研究结果发表于《哺乳动物演化杂志》。水塘坝地点的猪科化石材料多发育典型的双齿尖类型下第四前臼齿，下后尖位于下原尖的后内侧，下跟座较主尖低，根据牙齿大小和形态特征被归入似猪兽原河猪种。似猪兽原河猪和吴氏原河猪分别代表了原河猪属在中国的不同演化支系，水塘坝以及中国北方的似猪兽原河猪材料较云南禄丰和元谋的似猪兽原河猪更为进步。弱獠猪属与似猪兽原河猪在上下第四前臼齿和上下第三臼齿特征上有显著区别，因而不支持将似猪兽原河猪归入弱獠猪属。
　　

鄂尔多斯盆地发现最早了镣珊瑚化石

　　中国科学院南京地质古生物研究所梁昆博士与加拿大、韩国珊瑚化石专家合作，在我国鄂尔多斯盆地南缘的桃曲坡剖面泾河组中部（桑比阶）发现了已知最早的镣珊瑚化石并命名为“Catenipora tongchuanensis”，该新种的主要特征是长而蜿蜒的链，且链与链之间的连接处极少，代表了镣珊瑚属早期演化形态特征。研究论文发表于Papers in Palaeontology。鄂尔多斯盆地南缘发育保存较好的晚奥陶世生物礁，是奥陶纪生物大辐射研究的经典区域。镣珊瑚是构成生物礁的重要分子，由许多横切面呈椭圆形、圆形或其他形状的个体组成独特的链状排列，是全球广泛分布的代表性横板珊瑚。
　　
　　
　　　　
新型应用材料
　　
　　

弹性陶瓷纤维材料研究

　　东华大学俞建勇院士及丁彬研究员带领的纳米纤维研究团队开发出了一种超轻质、像海绵一样有弹性的陶瓷材料，相关研究结果发表于Science子刊《科学进展》。传统的陶瓷材料由于内部致密的晶体结构，使其表现出脆性大、硬度大、无法压缩的问题，研究团队通过以200纳米细小直径的柔性陶瓷纳米纤维为构筑基元，通过三维网络重构方法获得了具有类似蜂巢网孔结构的陶瓷纳米纤维气凝胶。该新颖结构不仅赋予了材料像海绵一样的压缩回弹性，同时还可显著降低材料的重量，其最低密度可达0.15mg/cm3。该研究成果有望在高温隔热、航空航天、电子信息、生物工程等领域实现特效应用。
　　

燃料电池纳米电催化剂的原位液相腐蚀研究

　　上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室的邓涛团队的邬剑波研究小组在燃料电池纳米电催化剂的原位液相腐蚀研究上取得进展，研究论文发表于《自然—通讯》。高活性催化剂多数是利用活泼金属与铂合金化，形成金属二元或者多元的固溶体或者核壳结构，伴随着电催化反应的进行会出现活泼金属组分大量持续的腐蚀析出现象，从而破坏了最优合金组分，降低了金属催化剂的反应活性，严重影响催化剂稳定性研究团队利用透射电子显微镜实时研究燃料电池催化剂腐蚀动态过程，揭示了催化剂在电催化反应应用中的性能失活机理，对设计高稳定性的催化剂有着重要的指导意义。
　　

PVDF油水分离膜材料

　　中国科学院宁波材料所刘富研究员与浙江理工大学王际平教授等合作，开展超大通量静电纺丝PVDF油水分离膜研究，研究论文发表于Journal of Materials Chemistry A。合作研究团队采用静电纺丝技术，通过将静电纺丝和静电喷涂相结合，制备得到了具有超高通量的PVDF纳米纤维油水分离膜，具有独特的微米级纤维及纳米级微球复合的结构。将该膜应用于高黏度的十甲基环五硅氧烷包水体系时，渗透系数高达88166±652 l·m-2h-1bar-1（分离效率>99%），远高于已报道数据。该方法制备过程简单，无需复杂的表面改性过程，是一种适宜工业化生产的新方法。
　　

g-C3N4的成分与能带的高温高压调控

　　吉林大学超硬材料国家重点实验室刘冰冰教授、姚明光教授等利用高温高压作为“干净”的手段，调控碳氮材料的结构和物性，为C-N体系研究提供了新思路，研究论文发表于Carbon。碳、氮（C、N）元素都具有独特的成键能力，理论上可形成不同配比的、结构和性质迥异的C-N材料，但目前实验上报道合成的C-N材料主要是类石墨相氮化碳（g-C3N4）。研究者利用高温高压技术将氮缺陷引入g-C3N4层状结构，有效地减小了其带隙，将光的吸收延伸到了红光区，更重要的是光生载流子的分离效率提高了102数量级。同时通过N含量的调控，还实现了C2N/C3N新材料的制备。
　　
　　
　

新型应用材料
　　
　　

新型火灾自动报警耐火壁纸

　　中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰研究团队在新型无机耐火纸的研究工作基础上，成功研制出新型火灾自动报警耐火壁纸，研究论文发表于《美国化学会—纳米》。它是由羟基磷灰石超长纳米线作为原料制成的耐火纸以及氧化石墨烯温敏传感器两部分构成的。氧化石墨烯在室温下不导电，但遇到火灾后，火焰产生的高温可去除氧化石墨烯中的含氧基团，使其由不导电转变为导电状态，这样就可以触发报警装置，在发生火灾的第一时间自动发出火灾警报。新型火灾自动报警耐火壁纸具有优异的耐高温和耐火性能，可耐1000℃以上的高温，在一般的火中不管灼烧多长时间都不会燃烧。
　　

锗（Ge）基三态内容寻址存储器（TCAM）研究

　　浙江大学信电学院赵毅教授课题组设计并研制出了新型的基于记忆二极管的三态内容寻址存储器（Ternary Content Addressable Memory，TCAM），相关论文被2018 Symposia on VLSI Technology and Circuits（简称VLSI Symposia）接收。研究团队提出并制备出了由记忆二极管阵列构成的非易失性三态寻址存储器。不同于当前主流研究中的内容寻址存储器，该研究提出的基于锗（Ge）基集成电路工艺的新型内容存储器与标准CMOS工艺兼容，电路结构简单，基本器件尺寸可降低至10nm技术节点以下，减小了芯片面积，另外一个重要的特点是由于其非易失性与非线性，该技术在功耗问题上有重大突破。
　　

磷光金属配合物超分子组装研究

　　中国科学院理化技术研究所光化学转换与合成研究中心陈勇研究员与南方科技大学化学系陆为教授合作，利用超分子组装的方法构筑了一系列强发光的金(I)卡宾双盐超分子聚集体，相关研究结果发表于《德国应用化学》。通过系统改变阴离子和阳离子的电子结构，利用阴离子到阳离子电荷转移跃迁对金属—金属间相互作用产生的dσ*pσ跃迁激发态进行调控，实现了金(I)卡宾双盐超分子聚集体发光从蓝光、绿光、红光到近红外光的全覆盖；通过多种阳离子和阴离子共组装或者分步组装（外延生长）的方法，实现精确调控金(I)卡宾双盐自组装材料的CIE坐标，获得强磷光发射的白光材料，发光量子产率达到73%。
　　

两纳米超短沟道的压电电子学晶体管

　　中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林团队与西安电子科技大学秦勇教授合作，制备了一种新型的、沟道只有～2nm的超薄氧化锌压电电子学晶体管，首次将压电电子学效应引入到二维超薄非层状压电半导体材料中，研究论文发表于《美国化学会—纳米》。该研究系统地研究了二维超薄氧化锌垂直方向上的压电特性，利用金属—半导体界面处产生的压电极化电荷（即垂直方向上的压电电势）作为栅极电压有效地调控了该器件的载流子输运特性，并且通过将两个超薄压电电子学晶体管串联实现了简易的压力调控的逻辑电路。进一步究证实了压电极化电荷在超短沟道中“门控”效应的有效性。