Nature一周论文导读 | 2026年9月10日

Discovery of a star sensitive to the spin of Sagittarius A*

发现一颗可探测人马座A*自旋的恒星

人马座A*（Sgr A*）位于银河系中心，是距离地球最近的大质量黑洞（MBH）。借助其周边区域，学界可测量围绕Sgr A*运行的单颗恒星轨道。这些恒星如同测试粒子，可探测这颗质量为4.3×10⁶ M_⊙的MBH周围的引力势。

观测结果表明，中心质量的测量精度达到亚百分级别；恒星弱相对论运动使学界能够观测到主要相对论修正效应、引力红移、横向多普勒效应，以及由史瓦西度规描述的引力势所引发的顺向轨道进动。上述效应量级为β² = (v/c)²（v为恒星速度，c为光速）。旋转黑洞对应的克尔度规将产生量级为β³的修正项。

研究组报道了一颗暗弱主序星S301（m_K= 9.3）的发现：其轨道周期为8.7年，近心距足够小，恒星峰值速度可达25000km s⁻¹。

依托当前近红外干涉仪的观测能力，以及未来超大型望远镜的光谱观测，S301的轨道运动可直接用于探测人马座A^*的自旋。S301的高轨道偏心率表明，该恒星是双星系统中被希尔斯机制瓦解后捕获的那颗子星。[论文详细信息]

Infrared absorption spectroscopy of a single polyatomic molecular ion

单个多原子分子离子的红外吸收光谱

吸收光谱学是探测分子结构的基本工具。然而，由于信噪比低，对单个分子进行吸收光谱分析颇具挑战。

研究组报道了与原子离子共捕获的单个分子离子中红外振动跃迁的非破坏性吸收光谱分析。单个光子的吸收通过被吸收光子传递给分子的动量转移来检测。该反冲信号利用双离子晶体的非经典运动态进行放大，随后由原子离子读出。

研究组表征了反冲检测方法，并用其研究飞秒激光脉冲与单个CaOH⁺分子离子中O-H伸缩振动之间的相互作用。此外，研究组展示了单光子灵敏度的振动跃迁光谱。该方法可为复杂多原子分子的无损状态检测提供一种新途径，助力制备和测量广泛分子种类的量子态。[论文详细信息]

Thermally evaporated perovskite/silicon tandems via formamidinium eutectic

甲脒共晶助力热蒸发钙钛矿/硅叠层

溶液加工仍是制备高性能钙钛矿/硅叠层电池的主流工艺，但同时实现工业可扩展性与长期可靠性仍颇具挑战。热蒸发工艺具备更强的工业化应用潜力，但尚未成功应用于大面积钙钛矿/硅叠层电池，主要原因是高温蒸发过程中碘化甲脒（FAI）会发生热分解。

研究组合成了一种甲脒基共晶体系，可将FAI有效蒸发温度平均降低36℃，使其低于热分解临界温度，从而实现FAI稳定蒸发且不发生热分解。因此，基于该方法制备的蒸发型钙钛矿薄膜结晶性得到提升，并具备原子尺度的组分均匀性。

连续蒸发制备的钙钛矿/硅叠层电池，稳态效率达到31.5%（1 cm²）。得益于蒸发工艺优异的均匀性，研究组进一步在商用半切G12硅片上实现热蒸发大面积钙钛矿/硅叠层电池，器件稳态效率达30%（200 m²）。

器件面积由1cm2放大至200 cm²时，相对效率衰减仅3.99%；据研究组所知，这是目前已报道钙钛矿基叠层电池面积放大过程中的最低效率损失。基于该共晶体系的叠层电池经2000小时湿热老化测试（85℃、相对湿度85%）后，仍保留初始效率的95%；在实际室外运行2个月后，功率衰减几乎可以忽略。[论文详细信息]

Spontaneously charged water drops induce corrosion

自发带电的水滴诱发腐蚀

水滴在不同表面（如植物叶片、昆虫翅膀、建筑墙壁、窗玻璃和塑料）上移动时会自发带电。这一过程被称为接触起电或滑动起电，类似于固体之间的摩擦起电。以这种方式带电的水滴，其电势可超过1 kV。一个至关重要但尚未解决的问题是：水滴中的电荷是否会导致腐蚀。

研究组分析了连续水滴撞击由非导电涂层保护的金属表面所产生的影响。在撞击涂层金属之前，水滴通过在绝缘表面上滑动而自发获得电荷。研究组证明，这些带电水滴可使涂层发生电击穿，并导致金属腐蚀。

由于自发带电的水滴会自然形成，这种此前被忽视的腐蚀机制可能造成文化遗产、建筑、船舶、汽车和其他金属部件发生退化。该发现可改进防腐策略，并强调亟需能够抵抗水滴电荷诱发损伤的防护材料。[论文详细信息]

Entangled dual-site migration through boracycle rearrangement

通过硼杂环重排实现纠缠双位点迁移反应

迁移是一类基础的化学转化。除了科学好奇心与机理研究吸引力之外，迁移反应能够实现对远端位点或其他难以反应位点的官能化，可与传统合成方法形成互补。

尽管单位点迁移已被广泛研究，并可实现很强的区域选择性调控，但如何调控碳链上两个相距较远位点同时发生迁移，在很大程度上仍有待探索。这主要是因为在两个迁移中心同时控制化学选择性、区域选择性和非对映选择性时，体系复杂性呈指数级增加。

研究组提出了一种纠缠双位点迁移的概念验证策略，通过他们称为硼杂环己烷重排的过程实现，即硼杂环己烷环沿碳骨架的“先导-跟随”式运动。这种硼杂环重排最多可跨越八个碳原子，可在两个迁移位点同时精准调控区域选择性和非对映选择性。

此外，硼杂环产物可作为多功能合成子，用于发散式合成（杂）环化合物和ε-双官能化（引入的两个官能团之间相隔四个碳原子），从而极大扩展（杂）环构建和多位点修饰的化学空间，尤其适用于碳链中间区域的官能化。[论文详细信息]

A global atmospheric methane record from a tropical ice core

来自热带冰芯的全球大气甲烷记录

热带湿地被普遍认为是大气甲烷（CH₄）最大的自然来源。然而，湿地分布范围与甲烷产量存在诸多不确定性，导致模型模拟得到的甲烷排放趋势存在很大差异。多数历史重建研究依赖极地冰芯数据，这类数据无法完整解析热带地区对甲烷收支的贡献。

研究组报道了取自瓦斯卡兰雪山南峰峰顶冰芯（峰顶A冰芯，SCA；南纬9.122°，西经77.605°，海拔6768米）的2000年大气甲烷浓度记录。结果发现，该甲烷记录的变化趋势与幅度和极地冰芯记录大体一致。

研究组测得的δ¹³C-CH₄数据（公元约1530-1999年）与支持热带为甲烷主要来源的同位素结果相一致。将该记录整合到大气四箱模型的模拟结果表明，过去两千年来赤道始终是甲烷源强度的主导区域。

研究结果显示，赤道地区甲烷排放量高于以往仅基于极地冰芯数据得到的估算值，支持了低纬度甲烷排放主导工业化前（PI）甲烷变率的长期假设支撑。该结果证明，热带冰芯对于重建甲烷变率及其纬度分布具有重要价值。[论文详细信息]

Science一周论文导读 | 2026年9月10日

Mechanism of membrane perforation in rotavirus cell entry

轮状病毒进入细胞时膜穿孔的机制

无包膜动物病毒的细胞进入需要一个大分子组装体跨细胞膜易位。双链RNA病毒向靶细胞导入一个内部衣壳颗粒，该颗粒不会进一步脱壳。相反，它凭借其内部的聚合酶和加帽活性，将带帽的病毒mRNA挤出。

研究者利用冷冻电子断层扫描技术可视化了恒河猴轮状病毒进入的全过程，从细胞附着、病毒粒子摄取到亚病毒颗粒的释放。

冷冻断层图像以及对分类亚颗粒的亚断层平均，将病毒粒子及其组分的高分辨率结构与活细胞荧光显微镜的时间序列联系起来。研究概述了进入过程中的每一步相应机制，包括将亚病毒颗粒转移至胞质溶胶的膜穿孔步骤。[论文详细信息]

Extensive and differential platinum chemotherapy mutagenesis in livers of children

儿童肝脏中广泛且差异性的铂类化疗致突变作用

儿童癌症如今比以往任何时候都更可治疗，但这些治疗本身也带来风险。儿童癌症幸存者可能经历多种长期健康后果，其中一些尚未被完全理解。

人们普遍知道，化疗等癌症治疗会在多种健康组织中引起突变，研究者鉴定出一种由治疗引起的组织特异性致突变模式。其研究证明，铂类药剂——其中最引人注目的是顺铂，是儿童癌症治疗方案中的常见组成部分，会在肝脏中特异性地诱导一种特定的突变特征，这可能解释了某些后期不良反应。[论文详细信息]

Unphosphorylated tyrosines mediate PD-1 inhibition of T cell signaling condensate formation

未磷酸化酪氨酸介导 PD-1对T细胞信号凝聚体形成的抑制

T细胞受体（TCR）结合抗原后，会诱导形成包含支架蛋白活化T细胞连接蛋白（LAT）的生物分子凝聚体。研究探讨免疫抑制性受体程序性细胞死亡蛋白 1（PD-1）是否通过阻碍TCR诱导的LAT凝聚来发挥抑制作用。

体外重组实验表明，PD-1胞内结构域可直接抑制LAT凝聚；该抑制性相互作用依赖PD-1两个抑制基序中的酪氨酸残基。与现有主流模型相反，酪氨酸磷酸化会消除PD-1的这种抑制效应。

将酪氨酸突变为色氨酸可在T细胞中重建PD-1的抑制功能，证实磷酸化并非介导该抑制作用的机制。该结果支持如下理论：抑制基序内能够提供氢键的芳香族残基，是抑制性受体扰乱信号网络、阻断免疫活化的核心作用机制。[论文详细信息]

Discovery of an intrinsic non-Hermitian phase transition in a bulk condensed-matter system

发现体态凝聚态系统中的内禀非厄米相变

在常规相变中，系统保持热平衡。然而，当系统被驱动至远离平衡态时，可能会出现非厄米相变，其中发生定性变化的是动力学行为——而非稳态性质——并且发生在被称为奇异点的临界点处。研究者通过实验在体态凝聚态系统中实现了非厄米相变。

光激发在铁磁氧化铕中产生电荷载流子。在与向铁磁有序的厄米相变之间的温度依赖相互作用中，弛豫动力学发生了非厄米变化，并在时间分辨反射数据中表现为从双指数实数衰减到单指数复数衰减的转变。

该理论对这一行为进行了建模，表明非厄米相变可能在体态凝聚态物质中普遍出现。[论文详细信息]

Giant tunneling electroresistance in sliding ferroelectrics

滑动铁电体中的巨隧穿电致电阻

非易失性存储器应能在消耗极少能量的同时可靠地存储信息。铁电隧道结提供了紧凑的读出方式，但传统的离子位移铁电体会疲劳，而二维滑动铁电体虽然稳健，却在两端器件中产生较弱的读出信号。

研究者设计了一种范德华结，使用菱方相二硫化钼、六方氮化硼、单层石墨烯和铬。该架构将微小的滑动极化转化为对隧穿势垒高度和载流子浓度的协同调制。

这些器件表现出超过1000万的隧穿电致电阻，在0.5伏下高电导态电流密度为222安培每平方厘米，耐久性超过1000亿次循环，同时以13纳秒脉冲进行开关，估算能量为6.5飞焦，为紧凑型低功耗存储器提供了一条途径。[论文详细信息]

Endurance beyond 10 billion cycles in wurtzite ferroelectrics by confining nitrogen vacancies

通过限制氮空位实现纤锌矿铁电体超过100亿次循环的耐久性

纤锌矿铁电体可为晶圆级集成铁电存储器提供一条途径，但受限于耐久性，通常在大约10⁸次循环时失效。研究者确定氮空位（VN）聚集和长程渗流迁移是驱动漏电流增长和介电击穿的缺陷介导路径。

他们将空间工程化的氮化铝钪/氮化铝（AlScN/AlN）超晶格与动态恢复方案相结合，以在空间和能量上限制VN演化，从而在循环电应力下稳定缺陷拓扑，并抑制硬击穿和铁电退化。并在完全翻转标准（剩余极化≥ 100微库仑每平方厘米）下，展示了纤锌矿铁电体超过10¹⁰次循环的耐久性。

这些发现确立了VN限制作为一种可扩展的缺陷拓扑框架，将原子尺度缺陷稳定性与可靠的超密集铁电存储器联系起来，并为下一代非易失性存储器技术提供了指导。[论文详细信息]

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原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/ARJfbK2ipf4mz-VxQ1Rz3Q

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一审：冯晨；二审：赵苗苗；三审：杨保华