《科学通报》2026年9月上旬刊（“发展中的纳米地球科学专题”）| 文章速递

封面以地球系统纳米物质为纽带, 展示其跨圈层迁移循环: 深部纳米物质经构造-岩浆-热作用以及流体迁移抵达地球表层, 再经大气沉降、矿物转化、水-岩作用、生物富集等过程经俯冲系统返回地球深部, 进而揭示地球系统不同圈层演化过程背后蕴含的纳米尺度相应特征与成因演化规律.

悦读科学

加上“钾离子簇开关”, MOF变身甲醇/碳酸二甲酯分子筛

周牧阳, 周东东, 张杰鹏

把水分子“锁”进多重氢键网络, 助力超稳定的水系锌离子电池

江闯, 贾明, 刘圳杰, 陈朝吉, 刘苇

亮点述评

分子模板预组装策略: 破解钙钛矿光伏反向偏压稳定性难题

朱红伟

发展中的纳米地球科学专题

特邀编辑

琚宜文

编者按

欧阳自远

评述

纳米地球科学及资源环境效应

琚宜文, 蔡卓程, 冯宏业, 万泉, 李金华, 孙岩, 黄菲, 杨毅, 王学求, 曹建劲, 邵龙义, 孙晓明, 陈韧哲, 黄骋, 朱洪建, 裴紫杞, 琚丽婷, 牟家骏, 郭红根

纳米地球科学已成为国际上新兴前沿交叉学科. 从纳米视角探索地球乃至行星系统, 将极大促进行星科学在超微观尺度上获得重大突破, 并服务于国家战略性能源、矿产资源与功能材料的高效勘探、绿色开发和可持续发展, 为资源安全保障与环境治理提供精准的理论支撑.

能源转型背景下纳米地质能源发展前景与资源潜力

邹才能, 吴松涛, 琚宜文, 沈月, 郭秋雷, 蔡卓程, 姜晓华, 管墨迪, 裴紫杞

本文聚焦纳米地质能源, 梳理其概念、赋存机理与资源潜力, 分析我国页岩油气、致密油气、煤岩气及纳米固体矿产的资源潜力与发展基础, 指出我国能源转型面临的主要挑战, 并提出一体化开发、地质碳库建设与绿色提取技术攻关等应对策略.

地表微纳尺度半导体矿物膜转化太阳能作用及环境效应

鲁安怀, 葛潇, 任桂平, 许晓明, 刘雨薇, 刘菲菲, 李艳, 丁竑瑞, 王长秋

聚焦地表微纳尺度半导体矿物膜, 揭示以水钠锰矿为核心的矿物膜日光转化机制及环境效应, 原创性提出天然矿物光电子能量新认知, 完善地表关键带物质-能量循环的理论框架, 为地表及类地环境的演化机制研究提供了崭新视角.

大气微纳米颗粒物特征、来源及环境效应

邵龙义, 郭子钰, 曹亚鑫, 杨书申, Timothy P. Jones, 王文华, 李红, 牛红亚, 刘鹏举, Kelly BéruBé

大气微纳米颗粒物不仅对空气质量及人体健康造成危害, 同时在生态系统和气候的变化过程中起着关键的作用. 本文在对大气微纳米颗粒物的理化特征、检测方法、源解析技术进行综述基础上, 讨论了其化学转化、气候与环境效应及健康危害, 并展望未来应重点研究的方向.

地球圈层系统中纳米矿物与成岩成矿过程

黄菲, 赵福德, 高文元, 孟林, 黎永丽

本文系统总结了地球深部及表生环境中纳米矿物的特征及成因, 阐述了矿床中纳米矿物的赋存状态及元素的富集机制, 揭示了纳米尺度矿物生长机制对成岩及成矿作用的指示意义. 纳米矿物学研究为精细成岩成矿过程、深部找矿勘探及矿产资源综合利用提供了理论依据, 有助于推动纳米地球科学的发展.

纳米地质学在海底热液成矿作用研究中的应用

吴仲玮, 孙晓明, 王琰

系统综述了纳米地质学在海底热液成矿研究中的应用进展, 重点探讨纳米尺度下贵金属元素赋存状态、载体矿物超微结构表征及其地球化学意义, 并强调微生物矿化对热液产物形成的贡献. 突出了透射电子显微镜在揭示金属迁移、沉淀和富集机制中的关键作用, 并展望了未来发展方向, 为深海矿产资源勘探与成矿模式构建提供微观依据.

微磁模拟新进展及其在纳米地球科学的应用前景

王宇钦, 葛坤朋, 刘双迟, 李金华

本文系统回顾了微磁学的发展历程、理论基础及主流计算工具, 梳理其在岩石磁学、古地磁学、生物地磁学和行星磁学等地球科学领域的最新应用. 文章分析了当前微磁模拟面临的难题, 并展望了其在地球与生命科学前沿交叉研究和技术革新中的广阔前景.

论文

嫦娥五号月尘纳微米矿物学特征及其成因意义

朱建喜, 邢介奇, 李珊, 杨红梅, 陈生东, 席佳鑫, 杨宜坪, 林枭举, 姜伟明, 康石长, 鲜海洋, 何宏平

本文采用纳米矿物学方法分析嫦娥五号采集的纳微米级月尘颗粒, 结果显示其中59%为太空风化形成的非晶碎屑, 41%为保留晶体结构的矿物碎屑. 所有颗粒普遍受太空风化影响, 表面覆盖非晶物质和纳米铁, 显著改变月壤理化性质, 并具有储存3He等太阳风物质的资源潜力.

进展

化学与能源科学

丝-组二肽的分子进化及其应用

蔡华欢, 刘艳, 赵玉芬

本文聚焦丝氨酸蛋白酶的原始雏形———丝组二肽. 首先梳理其关键的发现历程和独特的催化机制, 并着重评估丝组二肽作为早期生命催化剂的进化证据; 在此基础上, 分析了提升其催化活性的最新策略; 最后, 展望丝组二肽及其模拟物在环境催化、前沿基因编辑技术及创新药物设计等多领域的广阔应用前景.

评述

化学与能源科学

土壤重金属污染精准修复技术的研究进展

董海钰, 胡慧, 梁在旭, 王明远, 崔继元, 冯滨滨, 盛况, 刘芳, 陈伟

本文聚焦全球土壤重金属污染问题, 综述了其污染现状、来源、形态特征及修复技术. 系统分析物理、化学、生物及联合修复技术的优势与局限, 指出精准修复是未来的发展方向, 强调多学科交叉、新型材料研发、原位修复强化及可持续评估的重要性, 为高效、环保、可持续的修复技术研发与实践提供参考.

医学科学

万禹彤, 何审文, 王进彬, 吴文文, 俞力月, 吴建军, 马东京

药食同源中药兼具营养与疗效, 在延缓衰老中展现出独特优势. 本文总结了单味药与复方药食同源中药靶向干预四大核心营养感应通路的分子机制, 揭示其重塑代谢稳态、延缓衰老的分子路径. 结合多组学技术探讨个体化营养干预, 为中医药在老年医学中的应用提供思路.

材料科学与工程

人工磁化微生物的构建机理、方法及应用潜力

邢倩雯, 涂晨, 刘颖, 韩军超, 谭长银, 骆永明

人工磁化微生物是一种通过人为手段将磁性纳米颗粒与微生物结合, 从而赋予微生物磁性响应能力的新型生物体系. 本文从多学科视角, 剖析了人工磁化微生物的构建机理、方法及应用潜力, 最后提出了人工磁化微生物研发的关键科技问题与未来方向.

论文

材料科学与工程

化学气相沉积法制备二维碱金属稀土硒化物单晶

张佳麟, 陈晓慧, 林立, 李春虎

本研究采用化学气相沉积法成功制备出二维NaYbSe2及其同类碱金属稀土硒化物单晶薄片. 通过系统调控生长温度与时间, 实现了不同厚度与尺寸样品的可控合成, 并利用多种结构表征手段证实其优异的单晶特性. 该方法拓展了二维稀土材料的合成体系, 为其量子自旋液体特性研究及在自旋电子学领域的应用奠定了基础.

《科学通报》是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性中文学术期刊，致力于快速报道自然科学各学科基础理论和应用研究的最新研究动态、消息、进展, 点评研究动态和学科发展趋势。

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