Nature一周论文导读 | 2026年4月2日

Long-lived remote ion–ion entanglement for scalable quantum repeaters

用于可扩展量子中继器的长寿命远程离子—离子纠缠

研究者在通过10公里盘绕光纤连接的两个节点之间，演示了超越平均纠缠建立时间的存储器—存储器纠缠。这一成果得益于长寿命囚禁离子存储器的研发、高效的通信波段接口以及高可见度单光子纠缠协议。

作为应用展示，研究者报告了原理验证性的设备无关量子密钥分发演示，在10公里距离上进行了有限长度分析，并在渐近极限下于101公里距离上实现了正密钥率，两者均比此前研究结果高出两个数量级以上。该研究为量子中继器提供了关键组件，标志着向可扩展量子网络迈出了重要一步。[论文详细信息]

Entanglement and electronic coherence in attosecond molecular photoionization

阿秒分子光电离中的纠缠与电子相干性

研究者通过组合使用一对相位锁定的孤立阿秒激光脉冲与一个少周期近红外激光脉冲，对氢分子进行电离实验与理论计算。研究者发现，解离过程中的H₂⁺离子的电子相干性受到离子—光电子纠缠的影响。

通过调控两个阿秒脉冲之间的延时、以及它们与少周期近红外脉冲的延时，实现了对纠缠程度的实验控制。这项研究展示了在阿秒实验中，恰当考虑量子纠缠的作用对于最优观测电子相干性至关重要。[论文详细信息]

Markovnikov hydroamination of terminal alkenes by phosphine redox catalysis

膦氧化还原催化末端烯烃的马尔可夫尼科夫氢胺化反应

研究者展示了一种膦—光氧化还原催化剂体系，可促进未活化末端烯烃与多种N-H唑类化合物的分子间马氏规则氢胺化反应，这是后期过渡金属催化难以实现的转化。

实验与计算机理研究揭示了主族元素催化中一个新的基元步骤：膦自由基阳离子活化烯烃，进而被唑类化合物亲核胺化——这一步骤通常与过渡金属催化相关。鉴于亲核烯烃官能团化在过渡金属催化中的广泛应用，这种P^IV机制为主族元素催化和化学合成提供了新机遇。[论文详细信息]

Substantial aircraft contrail formation at low soot emission levels

低烟尘排放水平下仍可形成大量飞机凝结尾迹

在此，研究者表明与传统富油—淬熄—贫油发动机相比，稀薄燃烧可将烟尘颗粒数量排放降低三个数量级——但并未显著减少挥发性颗粒或凝结尾冰冰晶数量，两者均可超过每千克燃料燃烧产生10¹⁵个颗粒。这些发现源于对搭载稀薄燃烧发动机的空客A321neo飞机的飞行后观测，为部分实验室研究提供了真实环境验证，并缩小了理论预期的范围。

研究结果表明，仅靠所测试的贫燃发动机配置难以减少凝结尾迹的增温效应，可能需要结合燃料成分调整与润滑油通风系统改造。研究者证实，在低烟尘排放条件下，使用低硫燃料可减少凝结尾冰冰晶数量，而有机燃料组分和润滑油蒸气则会增加冰晶数量。未来研究应探索除烟尘外，挥发性颗粒的减少如何影响凝结尾冰形成。[论文详细信息]

Investigating the reproducibility of the social and behavioural sciences

调查社会科学与行为科学的可重复性

研究者对2009年至2018年间发表在62种社会科学与行为科学期刊上的600篇论文进行分层随机抽样，评估其可重复性。其中144篇（24.0%，95%置信区间为20.8%—27.6%）论文的作者提供了用于评估可重复性的数据，另有38篇获取了源数据以重建数据集。

在182个可用数据集中评估了143个后发现：经每篇论文的551项声明按声明数量进行逆权重加权后，76.6篇（53.6%，95%置信区间为45.8%—60.7%）被评为精确可重复，105.0篇（73.5%，95%置信区间为66.4%—80.0%）被评为至少近似可重复（原始效应值在15%以内，或原始P值在0.05以内）。

政治学和经济学期刊论文较其他领域相比表现出更高重复性，同时较近期发表的论文相比以前的论文、要求数据共享的期刊论文相比没有数据共享的论文，都表现出更高的可重复性。为支持知识生产这一复杂事业的可信度，有必要实施验证研究可重复性的相关措施。[论文详细信息]

Months-long stability of the head-direction system

头部方向系统持续数月的稳定性

研究者通过纵向追踪自由活动小鼠后下托中同一批头部方向细胞的活动，揭示了该系统的稳定性与可塑性两个层面的特征。尽管群体结构在不同环境及时间维度上保持高度保守，但群体相干性的细微变化编码了环境身份信息。

此外，头部方向系统在其内部表征与外部地标之间建立了独特的、环境特异性的空间校准，这种校准在单次暴露后即可持续数周。这些发现表明，头部方向系统能够形成锚定于特定环境的长期定向记忆。[论文详细信息]

Science一周论文导读 | 2026年4月2日

Blood-catalyzed n-doped polymers for reversible optical neural control

血液催化n型掺杂聚合物用于可逆光学神经调控

将合成材料与活体组织实现生物相容性的融合，仍是生物电子学领域面临的一大难题。在这种情况下，无基底导电聚合物（CP）界面或有助于弥合这一差距。

研究组报道了在清醒的斑马鱼和小鼠体内利用全血催化聚合的方式对n型掺杂的聚（苯并二呋喃二酮）（n-PBDF）进行的体内自组装过程。这种方法利用内源性催化剂（特别是血红蛋白），来形成稳定且对热和离子敏感的CP网络，确保其在整个生命周期内都具有长期相容性。

研究组通过使用近红外（NIR）光进行可逆、细胞和亚细胞水平的神经调节（包括在体内聚合n-PBDF）来展示这种界面的效果。电生理学研究证实，n-PBDF可改变原生钠离子通道的兴奋性，并且近红外光刺激通过热离子诱导的分流作用放大了这种调节作用，从而实现了按需、毫秒级可逆的兴奋性抑制控制，这一特性在行为活跃小鼠中也得到了验证。[论文详细信息]

Atomic-resolution imaging of gold species at organic liquid-solid interfaces

有机液—固界面处金物种的原子分辨率成像

固液界面处吸附态原子的结构和动力学特性决定了高级催化剂、电化学装置、分子分离技术以及废料流金属提取等领域的性能。然而，由于成像分辨率不足以及溶剂不相容等原因，学界一直很难开展在各种化学环境中原子级分散的金属原位研究。

研究组将液相电子显微镜原子分辨率的样品设计与深度学习分析相结合，以探究金吸附原子团、石墨基底以及溶剂之间的相互作用。他们追踪了超过106个以石墨为基底的金吸附原子、双原子以及更大尺寸团簇在五种溶剂中的分布位点。尽管其初始原子分布由溶剂的极性所决定，但仍需低温快速干燥动力学来优化催化性能。[论文详细信息]

A 36-ring zeolite with intrinsic cylindrical mesopores

具有本征圆柱形介孔的36环沸石

稳定的超大孔沸石在催化和分子分离方面极具应用价值，但大多数仍为微孔结构，这限制了其对大体积底物的适用性。在少数具有介孔结构的超大孔沸石中，其孔隙通常呈现为细长、非圆形的孔道结构。

研究组报告称，NJU120-6是一种具有本征圆柱形介孔结构的稳定硅酸盐沸石，拥有当前尺寸最大的36环孔隙窗口，自由直径为25.71埃×19.12埃。

NJU120-6的骨架密度最低，为每立方纳米9.39个硅原子，其孔容积为每克0.66立方厘米，在温度高达1173开尔文时仍能够维持稳定，可掺入铝和钛元素，从而在催化裂化以及大分子液相烯烃氧化反应中展现出优异性能。[论文详细信息]

Bromine-mediated electrochemical propane dehydrogenation by self-assembled ionic liquid-SnO₂ hollow spheres

自组装离子液体-SnO₂空心球催化溴介导电化学丙烷脱氢

传统的热丙烷脱氢（PDH）工艺存在一些显著缺陷，包括能耗高、结焦导致的催化剂失活以及需要进行产物分离。

研究组报道了一种利用自组装离子液体（IL）-二氧化锡（SnO₂）空心球作为电催化剂的电催化方法，在常温下实现了高效PDH。在这个过程中，丙烷在阳极电解液中生成的溴丙烷会与阴极处的羟基阴离子发生反应生成丙烯。

丙烯的选择性超过98%，通过阳极电解液连续产出高纯度（>99%）的丙烯气体，而无需后续分离纯化。这种IL-SnO₂催化剂可保持其活性和选择性超过6000小时，且电压增幅仅为每小时3.16微伏。

机理研究表明，IL层能够增强丙烷的吸附效果，并促进相邻锡位点上的碳氢键活化步骤。反应结束后，IL层会促进丙烯的解吸，并抑制深度脱氢副反应。[论文详细信息]

Onset of millennial climate variability with the intensification of Northern Hemisphere glaciation

随着北半球冰川作用加剧，千年尺度气候变化开始显现

第四纪时期（过去约258万年）的特征是北半球大型冰原的消长进退。通过研究伊比利亚海沿岸的沉积物序列，研究组证实，大约270万年前北半球冰盖的扩张伴随着冰川期内千年尺寸气候变化（MCV）的出现。

MCV在约270万年前初现端倪，伴随着一系列孤立的前兆事件，随后在约250万年前又出现了多次千年尺度的气候振荡。这些事件与北大西洋中浮冰碎屑沉积的情况相吻合，这表明海洋型冰盖发挥了重要作用。一旦形成，MCV便成为第四纪冰川气候的一个固有特征。

该研究结果表明，北半球冰川作用对多时间尺度上的气候变化产生了深远影响。[论文详细信息]

Strategies for achieving healthy, sustainable, and equitable dietary transitions

实现健康、可持续且公平的饮食转型策略

全球食品系统的工业化进程导致了对健康和环境都有害的饮食结构变革。若要全球食品体系满足不断增长的人口对健康、环境可持续且价格合理的饮食需求，就亟需进行深度改革。

这篇综述中，研究组汇总了越来越多的实证数据，揭示了影响消费者饮食选择和农民生产决策的多重复杂因素，尤其是公共和私营实体在塑造食品环境方面发挥的作用。研究组概述了有前景的干预措施，以帮助促进全球饮食的有益转型，包括食品创新研发、食品环境监管、食品援助和食药项目。

了解并协调各类食品体系参与者的动机和激励机制，对于实现更优的健康、环境和社会公平目标至关重要。[论文详细信息]

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一审：冯晨，二审：平静波，三审：杨保华