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《Nature》
1.关键带过程限制了天然玄武岩系统的碱度输出
1.Critical zone processes limit alkalinity export from natural basaltic systems
点击链接阅读全文：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10936-3
作者：L.A.Derry1,2, K.Maher3, O.A.Chadwick4
单位：1.美国纽约州，康奈尔大学，2.法国巴黎，法国巴黎地球物理研究所，3.美国加利福尼亚州,斯坦福大学，4.美国加利福尼亚州,加利福尼亚大学圣巴巴拉分校
出版时间：2026年8月
摘要：岩石强化风化是一种拟议的二氧化碳移除策略，其基本原理是促进施用于土壤的硅酸盐矿物（通常为玄武岩）发生溶解。在全球范围内，通过强化风化实现大规模二氧化碳移除，需要矿物在土壤中的溶解过程产生碱度，并使这些碱度得以保存，随后经地下水和河流输运至海洋。尽管现有野外试验和模型研究主要关注碎岩施用后近地表环境中的碱度生成，但碱度的输运过程受到流域尺度水文与地球化学过程的调控，这些过程贯穿于从土壤到河流的完整反应路径。本文综合天然火山流域的观测资料，评估碱度沿土壤到河流完整反应路径的输出过程。玄武岩流域的数据表明，碱度通量在输运过程中会发生衰减，进而导致输出碱度减少。这种衰减可能源于次生黏土矿物和碳酸盐矿物在地下水流动路径中以及河流输运过程中发生沉淀。尽管天然风化系统与工程化强化风化部署存在差异，但这些观测结果为评估流域尺度碱度输出提供了经验基准。研究结果表明，关键带过程会影响风化产生的碱度向流域外输出的效率，因此，未来评估强化风化二氧化碳移除效应时，有必要将流域尺度过程纳入考量。
2.HydroGym 流体动力学强化学习平台
2.The HydroGym reinforcement learning platform for fluid dynamics
点击链接阅读原文：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10917-6
作者：Christian Lagemann1,2, Sajeda Mokbel1,2, Miro Gondrum3等单位：1.美国华盛顿州，华盛顿大学机械工程系，2.美国华盛顿州，华盛顿大学动态系统人工智能研究所，3.德国亚琛，亚琛工业大学流体力学教席与空气动力学研究所
出版时间：2026年8月
摘要：有效控制流体流动对于交通运输、能源和医学等领域至关重要，可用于提高升力、降低阻力、增强混合并衰减噪声。然而，流体控制面临显著挑战，这是因为流动过程具有高维、非线性和多尺度动力学特征，传统控制方法难以有效应对。强化学习已在蛋白质折叠、复杂博弈等领域取得显著进展，这些领域通常具有统一的基准测试体系和标准化环境。相比之下，流体力学领域尚缺乏类似的基础设施，因此现有控制器通常针对单一几何构型和运行条件进行调参，使相关研究成果难以积累、迁移和比较。本文提出HydroGym，一种与具体求解器无关的强化学习平台，提供超过60个经过验证且开放获取的流动控制环境，涵盖从经典层流到复杂湍流的多种流动状态，并系统改变雷诺数，最高达到Re=4×10⁵，同时涵盖二维和三维条件下的马赫数变化。在这些环境中，智能体能够反复发现具有稳健性的流动控制机制，包括边界层调控、声反馈抑制以及湍流尾流重组等。研究进一步展示了“零样本迁移”的概念验证：仅在计算成本较低的替代环境中训练的智能体，可以直接部署于具有更高挑战性的实际场景，例如三维翼段流动控制。在该场景下，局部表面摩擦阻力降低了38%，同时，与直接在机翼上进行优化相比，探索成本降低了四个数量级。由于这种迁移利用了不同环境之间共享的近壁流动物理，其可泛化范围仍有待进一步研究；这一结果为探索跨越计算成本高昂的模拟环境实现控制策略泛化提供了新的研究路径。通过构建一个统一且可扩展的研究基础，为可重复研究提供共同平台，HydroGym有望推动流动控制研究从相互孤立的个案研究向协同性的系统化研究转变。
3.发泡光聚合物：一种高分辨率仿生打印平台
3.Foaming photopolymers as a high-resolution biomimetic printing platform
点击链接阅读原文：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10968-9
作者：Detao Qin1,2, Xianghui Liu1,2,3, Baian Kuang1,2等
单位：1.日本京都，京都大学综合细胞材料科学研究所，2.日本京都，京都大学工学研究科分子工程系，3.中国上海，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
出版时间：2026年9月
摘要：自然界通过在不同层级尺度上协同作用的多种物理和生化过程，形成了从骨骼到香蕉皮等多样的泡沫状材料。本文提出“深层泡沫光刻”技术，这是一种具有空间可控性的光诱导发泡过程：通过对光敏化聚合物薄膜进行深穿透紫外光照，使断链聚合物和交联聚合物在整个薄膜厚度方向上同步生成。弱溶剂在低渗透压条件下驱动的II型渗透过程触发孔隙成核与扩展，并诱导材料发生可控的黏弹性塌缩；通过交联网络中聚合物片段的局部溶解，最终形成泡沫结构。这种材料结构与自然界中非晶态结构性白色材料具有相似性，因此可实现无墨白色及灰度打印；其打印分辨率可达到约20000dpi，并足以产生衍射色彩。该技术能够对具有高纵横比（20倍）的泡沫结构进行机械膨胀和塌缩打印；通过控制塌缩过程，还可形成具有层级粗糙结构的表面，从而产生类似荷叶表面的超疏水性。深层泡沫光刻可应用于薄膜和纤维，并适用于多种非晶态和半结晶态聚合物材料。通过在微米尺度对材料的发泡性、润湿性、光学性质及局部厚度进行空间图案化，该技术可实现高分辨率打印、微流体操控，以及对皮升级液体和胶体物质的捕获。
《Science》
4.自热式甲烷热解：面向氢气与石墨生产的可规模化热集成
4.Autother malmethane pyrolysis: Scalable heat integration for hydrogen and graphite production
点击链接阅读原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aed4911
作者：Henry Moise1, Sebastian Moll1,2, Shailesh Pathak3等
单位：1.美国加利福尼亚州,斯坦福大学化学工程系，2.德国卡尔斯鲁厄,卡尔斯鲁厄理工学院化学工程与过程工程系，3.美国加利福尼亚州,加利福尼亚大学圣巴巴拉分校化学工程系
出版时间：2026年9月
甲烷热解为利用现有能源基础设施满足低碳制氢需求提供了一种有吸引力的途径。制约甲烷热解规模化应用的一个关键问题，是如何将高温热量高效传递至反应器内部。研究表明，以氢气为燃料实现自热运行能够克服这一限制，使商业相关床层直径下的反应器处理能力提高数个数量级。同时，该过程可产生石墨化度达96.0%的碳副产物，满足石墨前驱体的规格要求，并可利用低成本氧化铁催化剂，以天然气为原料实现国内石墨生产。研究进一步提出了一种抑制自热运行过程中固有直接排放的策略，可将相关排放降低至接近于零。过程层面的生命周期评估表明，自热甲烷热解的碳强度最低可达到每千克氢气1.9～4.5千克二氧化碳当量。
5.普鲁士蓝对钙钛矿太阳能电池离子动力学的调控
5.Prussian blue regulates ion dynamics in perovskite solar cells
点击链接阅读原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aef5487
作者：Fang Cao1,2, Mengen Ma2,3, Junjie Zhou4等
单位：1.中国厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室，福建省能源材料科学与技术创新实验室，能源材料化学协同创新中心，纳米材料制备技术国家地方联合工程研究中心，福建省先进材料重点实验室，化学化工学院，智能制造学院（萨本栋微米纳米科学技术研究院），材料学院，2.中国广州，暨南大学物理与光电工程学院新能源技术研究所，3.中国珠海，广东迈乐能源有限公司，4.中国北京，清华大学电机工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室
出版时间：2026年9月
摘要：钙钛矿光伏器件受到结构不稳定性的制约，这种不稳定性在晶体生长过程中产生，并会在器件运行过程中进一步加剧。研究发现，一种与晶格匹配的普鲁士蓝骨架能够引导异质成核，形成高度取向且应变得到松弛的钙钛矿薄膜。该骨架中具有氧化还原活性的Fe–C≡N–Fe网络可促进Pb⁰和I⁰缺陷的转化，而其刚性开放框架则能够抑制偏压作用下A位阳离子的迁移及由此产生的电子非均匀性。基于这一策略，器件实现了26.1%（n-i-p结构）和26.9%（p-i-n结构）的最高光电转换效率，其中后者经认证的效率为26.2%；进一步放大后，6厘米×6厘米微型组件的光电转换效率达到23.4%，30厘米×30厘米子组件的经认证效率达到22.9%。初始光电转换效率为20.2%～21.0%的子组件在加速老化测试中表现出良好的耐久性；经过5个月的户外测试，其性能相较于硅基参考器件未出现可辨识的下降。
