Nature一周论文导读 | 2026年6月18日

A distant brown dwarf coplanar to a warm Jupiter and a hot super-Earth

一颗与温暖木星和炽热超级地球共面的遥远褐矮星

在凌星行星系统中，行星大小可通过凌星观测精确测定，而凌星时间变化（TTVs）的存在，尤其是当与视向速度（RV）数据相结合时，可为行星质量和轨道离心率提供强有力的约束。

这些测量结果共同为理解行星系统的结构、形成机制及动力学演化提供了关键见解。

研究组展示了对相对年轻的恒星（年龄约为10亿年）TOI-201的长期RV及凌星/TTV监测结果，揭示了一个特殊的多行星系统。

该系统由一颗每5.8天凌星一次的炽热超级地球（SE）大小的行星、一颗轨道周期为53天的温暖木星（WJ），以及一颗轨道周期约为8年、离心率较高（e=0.62）的低质量褐矮星（BD）组成，后者的质量（MBD）约为16倍木星质量。

该BD是迄今为止通过RV手段表征的轨道周期最长的凌星亚恒星天体，也是已知唯一与内侧行星共面的此类天体。

该系统的结构表明，这颗SE是在气态盘最内部区域孤立形成的。另一方面，外侧伴星的轨道构型表明这两个天体几乎是在原位形成的，其中WJ形成于致密的内部盘区。

另一种可能是，这颗BD可能在更远处形成，随后向内迁移，并在与星盘相互作用的过程中增加了其轨道离心率。[论文详细信息]

Nuclear shell structure governs short-range nucleon pairing

核壳结构支配短程核子配对

原子核是一种结构复杂的量子体系，核子（质子与中子）依靠强核力束缚在一起。在极近距离下，核子能够瞬时形成高动量配对（即短程关联对），促成核物质的高动量结构。研究核子如何形成短程关联对，为探究强相互作用的短程行为提供了罕见的实验窗口。

研究组选取具有独特壳层结构的⁴⁰Ca、⁴⁸Ca和⁵⁴Fe原子核，利用高能电子散射实验探测短程关联对的形成规律。

出乎意料的是，研究组发现短程关联配对行为更多取决于质子和中子所占据的特定量子轨道，而非原子核质量或中子-质子失衡程度。该依赖性远高于现有理论模型的预测值。

该结果表明，支配短程核子配对的角动量量子选择规则需重新建立，同时揭示了长程原子核壳结构与短程相互作用之间存在深层内在关联。[论文详细信息]

Two-component exciton condensates in an electron–hole bilayer

电子-空穴双层中的双组分激子凝聚

玻色子凝聚形成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）时，会产生宏观量子相干效应。激子是人们长期探寻、可在固态体系中实现高温BEC的理想载体，兼具强相互作用、电可调特性以及潜在的多组分旋量有序，但激子达到平衡态凝聚的确凿实验证据仍未找到。

研究组通过探测构成激子的电子与空穴的自旋-谷极化率，在MoSe₂/hBN/WSe₂电子-空穴双层结构中，观测到双组分激子BEC的实验证据。该异质结构可形成具备四种自旋-谷组态的平衡态激子流体。

稀释制冷机中的磁光谱表征揭示了三种具有不同组态极化特征的激子凝聚相：零磁场下，多体基态是两个凝聚谷内激子组态的相干叠加；施加外磁场时，在一个较低临界磁场处，体系会通过一级量子相变，由谷内激子凝聚转变为双组分谷间激子凝聚；磁场进一步升高后，体系最终变为完全极化的单组分凝聚体。

凝聚特征在密度-温度相图中呈现穹顶形相区，最高在约1.8K时可稳定存在。该研究证实，范德华电子-空穴双层结构是研究强相互作用、多组分激子BEC的优良平台。[论文详细信息]

Probing picometre-scale interlayer deformations via hyperbolic polaritons

基于双曲极化激元的皮米级层间形变探测

范德华（vdW）材料耐受强应变场的特性，使其成为调控电子、光学与磁学性质的理想研究平台。尽管面内应变的表征手段已较为成熟，但针对面外应变开展无损定量表征仍颇具难度，对于界面处皮米级的微小形变而言更是如此。

研究组提出一种极化激元光学检测方法，利用中红外面外双曲极化激元（oHPs）模型，实现对典型范德华极性绝缘体——六方氮化硼（hBN）层间形变的探测。该方法依托层间应变引发的面外横向光学（oTO）声子软化效应，可高灵敏检测皮米级形变。

这类oTO声子模态在常规光谱中通常属于“暗模”，借助oHPs可激活其应变响应，最终实现约10 pm（约为探测波长的8×10^-7倍）的原子位移探测灵敏度，实现超深亚波长尺度的层间力学形变检测。

研究组分别在平面hBN样品和量子点-hBN纳米管异质结的隐埋界面上完成了实验验证。这种基于极化激元的皮米测量技术打通了纳米力学与光子学的交叉研究路径，提供了一种无损表征手段，可实现原子级精度可视化观测隐蔽应力分布场。[论文详细信息]

Stereoelectronic manipulation of ligands for perovskite solar cells

钙钛矿太阳能电池配体的立体电子操纵

钙钛矿/电荷传输层（CTL）异质结处的界面损耗，始终是制约钙钛矿太阳能电池（PSC）实现高性能的关键瓶颈。尽管分子配体能够钝化界面空位缺陷，但其竖直锚定构型会增加界面输运路径，进而阻碍电荷传输。

研究组表明，对配体吸附拓扑结构进行立体电子调控，可实现界面最低能量损耗，从而构筑高效、稳定的PSC。

通过将氮原子战略性地取代苯环碳原子，构建吡啶环或嘧啶环结构，研究组设计出一类新型配体：可通过Pb-N配位键和Pb-I-π相互作用同时锚定到钙钛矿上，使单一分子具备两种协同结合模式。

这种相互增强的立体电子作用，可驱动配体在热力学上倾向于平面排布，既能在原子尺度实现缺陷减少，又可保证界面处亚纳米尺度的高效电荷转移。

优化的界面架构实现了26.85%的稳定功率输出，经认证的反向扫描和正向扫描效率分别为27.41%和26.35%。此外，该光伏组件表现出优异的运行稳定性，经258天户外实时现场测试后，组件效率仍可维持初始效率的85.8%。[论文详细信息]

Earth’s east–west albedo symmetry

地球东西反照率对称

地球反照率是行星能量收支的基础要素。北半球与南半球对地球整体反照率的贡献基本均等，这一奇特又难以解释的现象被称为半球反照率对称性。此类对称现象虽较为罕见，却并非地球独有。

但学界未曾探究其他类型的反照率对称性，而这有助于厘清反照率对称的形成机制，及其对行星能量收支的影响。

研究组基于长达25年的卫星观测数据研究发现，地球还存在一种独特且长期稳定的东西半球反照率对称性：以东经 27°经线为界划分东、西半球，两个半球反射的太阳辐射总量几乎相等。

与南北半球反照率对称不同，东西半球对称呈现特殊的 “三重对称” 特征，即晴空反照率、云辐射效应、开阔大洋占比三项指标，均围绕该经线呈现半球对称分布。

东西半球反照率对称的成因在于东半球较强的高云反射与西半球较强的低云反射相互平衡。此外，东西半球反照率对称的年际变化与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）位相同步，说明该对称特征可能与大气环流存在关联。

东西半球反照率对称及其三重对称性的发现，可为地球系统模型（ESM）提供自由度约束条件，同时凸显在气候快速变化背景下持续开展地球辐射收支观测的重要意义。[论文详细信息]

Science一周论文导读 | 2026年6月11日

Lamprey 3D single-cell transcriptomics reveals ancestral and specialized features of the vertebrate brain

七鳃鳗3D单细胞转录组学揭示脊椎动物大脑的祖先特征与特化特征

无颌脊椎动物七鳃鳗的大脑相对简单，了解其工作原理可能为脊椎动物大脑进化提供宝贵见解。研究者结合单核RNA测序和空间转录组学技术，构建了成年七鳃鳗大脑的三维图谱。

他们鉴定出209个在分子和空间上不同的细胞簇，并比较了8个物种的单细胞数据以及5个物种的空间转录组数据。

研究发现，不同物种之间存在区域保守性，而细胞层面则表现出谱系特异性分化。总体而言，该数据集揭示了脊椎动物大脑进化与多样化的基本原理。[论文详细信息]

Brain-wide topographic coordination of rotating waves

全脑范围旋转波的地形协调

大脑活动波（传播波）已在多种物种中被观察到。鉴于其普遍性和幅度，有假说认为这些波可能在脑中发挥重要作用，但其功能仍有待阐明。研究者使用宽场钙成像研究了小鼠新皮质中的传播波。

传播波与相连皮层下结构中尖峰活动的募集同时发生，并且两个半球之间的协调良好。感觉皮质中局部轴突的排列遵循传播波的形状。这些结果为探究传播波的机制及其功能开辟了新的研究方向。[论文详细信息]

Age and early life adversity shape heterogeneity of the epigenome across tissues in macaques

年龄和早期生活逆境塑造猕猴各组织表观基因组的异质性

衰老和应激源都会影响DNA甲基化等表观遗传标记。然而，考虑到自然变异和组织间的差异，这些效应可能难以厘清。研究者检测了一群恒河猴多个组织中的DNA甲基化。

他们发现，早期生活逆境往往在多个组织中影响相同的遗传位点，尽管个体逆境来源影响的位点不同；而衰老效应则更具异质性。

尽管逆境相关变化和衰老效应影响的重叠基因组靶点相同，但逆境相关变化并不符合“加速衰老”的模式，这表明衰老和逆境即使作用于相同的生物学过程，也很可能产生不同但相互交叉的效应。[论文详细信息]

Decoupling of global metabolic flux and proteome partitioning in bacteria

细菌中全局代谢通量与蛋白质组分配的解耦

当细菌细胞响应环境变化和胁迫时，它们需要平衡代谢通量与由核糖体丰度决定的翻译能力。

尽管已知大肠杆菌通过调控分子鸟苷四磷酸和五磷酸来耦合代谢通量和蛋白质组组成，但研究者发现，在枯草芽孢杆菌等其他细菌中，这两个过程并不一定耦合。

在胁迫条件下，枯草芽孢杆菌利用鸟苷三磷酸作为调控因子来控制氨基酸通量，而无需改变核糖体的丰度。研究者探讨了这种不同调控策略可能带来的进化或生物学优势。[论文详细信息]

Scalable fabrication of COF membranes for aliphatic/aromatic separation of crude oil

可规模化制备的用于原油中脂肪族/芳香族化合物分离的COF膜

原油的分馏通常通过蒸馏完成，这是一个能源密集型的工艺。利用膜技术更高效地分馏原油一直是长期追求的目标。研究者开发了共价有机框架（COF）膜，旨在从原油中选择性分离脂肪族烃。

这些COF具有大孔，可通过在孔内表面功能化修饰甲基、丁基和己基等脂肪族基团来调节其性能。

将三种修饰后的COF堆叠组合，可精细调控选择性。作者在连续工艺中实现了膜制备的规模化放大，并证明了这些膜在分离阿拉伯轻质原油时具有高效性和高渗透通量。[论文详细信息]

Strain-induced fully coherent triphase nanoarchitecture in refractory high-entropy alloys

应变诱导的难熔高熵合金中完全共格三相纳米结构

将晶粒尺寸减小到100纳米以下可以增强金属和合金的强度。当晶粒尺寸进一步减小至接近10纳米时，性能可继续提升，但目前制备这类合金的方法尚无法实现规模化。研究者以含有等原子比铪、铌、钽、钛和锆的高熵合金为起始材料。

通过应变诱导的相分离及随后的非常规结构转变，该合金形成了由不同成分的体心立方、面心立方和密排六方纳米晶周期性排列的结构。这种“共格”三相微观结构显著提升了力学性能。[论文详细信息]

转载自科学网微信公众号

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/7df8-FyijbIdaL0-yIo-6Q

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一审：冯晨，二审：平静波，三审：杨保华