Science,5JUL2024,VOL385,ISSUE6704

《科学》2024年7月5日，第385卷，6704期

材料科学MaterialsScience

Developingfatigue-resistantferroelectricsusinginterlayerslidingswitching

利用层间滑动开关开发耐疲劳铁电体

▲作者：RENJIBIAN,RIHEetal.

▲链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado1744

▲摘要：

我们报告一种基于双层3R-MoS2滑动铁电的无疲劳铁电系统。这种铁电器件的记忆性能在低周期时不表现出唤醒效应，在不同脉宽下106个开关周期后也不表现出明显的疲劳效应。

这种器件在电场作用下的总应力时间可达105s，相对于其他器件而言，这是一个较长的应力时间。我们的理论计算表明，滑动铁电的无疲劳特性是由于滑动铁电中的固定电荷缺陷造成的。

▲Abstract：

Wereportafatigue-freeferroelectricsystembasedontheslidingferroelectricityofbilayer3Rmolybdenumdisulfide(3R-MoS2).Thememoryperformanceofthisferroelectricdevicedoesnotshowthewake-upeffectatlowcyclesorasubstantialfatigueeffectafter106switchingcyclesunderdifferentpulsewidths.Thetotalstresstimeofthedeviceunderanelectricfieldisupto105s,whichislongrelativetootherdevices.Ourtheoreticalcalculationsrevealthatthefatigue-freefeatureofslidingferroelectricityisduetotheimmobilechargedefectsinslidingferroelectricity.

Aphotoluminescenthydrogen-bondedbiomassaerogelforsustainableradiativecooling

用于可持续辐射冷却的光致发光氢键生物质气凝胶

▲作者：JIAN-WENMA,FU-RONGZENGetal.

▲链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn5694

▲摘要：

我们展示一种本征光致发光生物质气凝胶，其可见光反射率超过100%，可以产生很强的冷却效果。我们发现，DNA和明胶聚集成有序的层状气凝胶，通过荧光和磷光在可见光区达到104.0%的太阳加权反射率。在高太阳辐照度下，该材料的冷却效果可使环境温度降低16.0℃。

此外，这种能通过水焊高效批量生产的气凝胶具有很高的可修复性、可回收性和可生物降解性，形成环保的循环过程。这种生物质光致发光材料或成为设计下一代可持续冷却材料的一种途径。

▲Abstract：

Wepresentanintrinsicphotoluminescentbiomassaerogel,whichhasavisiblelightreflectanceexceeding100%,thatyieldsalargecoolingeffect.WediscoveredthatDNAandgelatinaggregationintoanorderedlayeredaerogelachievesasolar-weightedreflectanceof104.0%invisiblelightregionsthroughfluorescenceandphosphorescence.Thecoolingeffectcanreduceambienttemperaturesby16.0°Cunderhighsolarirradiance.Inaddition,theaerogel,efficientlyproducedatscalethroughwater-welding,displayshighreparability,recyclability,andbiodegradability,completinganenvironmentallyconsciouslifecycle.Thisbiomassphotoluminescencematerialisanothertoolfordesigningnext-generationsustainablecoolingmaterials.

Wignermolecularcrystalsfrommultielectronmoiréartificialatoms

多电子莫尔人工原子制备的维格纳分子晶体

▲作者：HONGYUANLI,ZIYUXIANGetal.

▲链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk1348

▲摘要：

在此，我们报告在扭曲双层二硫化钨莫尔维尔超晶格中由多电子人工原子形成的维格纳分子晶体的实验观察。利用扫描隧道显微镜，我们证明了当库仑相互作用占主导地位时，多电子人造原子中会出现维格纳分子。

在超晶格中观察到的维格纳分子阵列包括电子的结晶相：维格纳分子晶体，通过机械应变、莫尔周期和载流子电荷类型显示出高度可调。

▲Abstract：

HerewereporttheexperimentalobservationofWignermolecularcrystalsemergingfrommultielectronartificialatomsintwistedbilayertungstendisulfidemoirésuperlattices.Usingscanningtunnelingmicroscopy,wedemonstratethatWignermoleculesappearinmultielectronartificialatomswhenCoulombinteractionsdominate.ThearrayofWignermoleculesobservedinamoirésuperlatticecomprisesacrystallinephaseofelectrons:theWignermolecularcrystal,whichisshowntobehighlytunablethroughmechanicalstrain,moiréperiod,andcarrierchargetype.

生态学Ecology

Treeshaveoverlappingpotentialnichesthatextendbeyondtheirrealizedniches

树的重叠潜在生态位超过实际生态位

▲作者：DANIELC.LAUGHLINANDBRIANJ.MCGILL

▲链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8671

▲摘要：

树种似乎会倾向于不同的气候条件，但这种倾向受到物种互相作用和扩散的限制，从而限制了物种的分布范围。我们量化了188种北美树种的实际和潜在热生态位，对生态位的结构进行了大陆规模的测试。

我们发现了强有力且一致的证据，表明极端温度下的物种占据了不到四分之三的潜在生态位，而在年平均温度12度左右时，物种的潜在生态位会重叠。这些结果阐明了温带树种的热耐受广度，并支持了热生态位的离心组织。考虑生态位的潜在组成可以促进全球变化生态学的理论和预测。

▲Abstract：

Treespeciesappeartopreferdistinctclimaticconditions,butthetruenatureofthesepreferencesisobscuredbyspeciesinteractionsanddispersal,whichlimitspecies’ranges.Wequantifiedrealizedandpotentialthermalnichesof188NorthAmericantreespeciestoconductacontinental-scaletestofthearchitectureofniches.Wefoundstrongandconsistentevidencethatspeciesoccurringatthermalextremesoccupylessthanthree-quartersoftheirpotentialniches,andspecies’potentialnichesoverlapatameanannualtemperatureof~12°C.Theseresultsclarifythebreadthofthermaltolerancesoftemperatetreespeciesandsupportthecentrifugalorganizationofthermalniches.Accountingforthenonrealizedcomponentsofecologicalnicheswilladvancetheoryandpredictioninglobalchangeecology.

医学Medicine

AmoleculargluedegraderoftheWIZtranscriptionfactorforfetalhemoglobininduction

诱导胎儿血红蛋白的WIZ转录因子的分子胶降解剂

▲作者：PAMELAY.TING,SNEHABORIKARetal.

▲链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk6129

▲摘要：

镰状细胞病（SCD）是一种危及生命的常见病，可归因于β—血红蛋白的遗传突变。治疗性诱导胎儿血红蛋白（HbF）可以改善疾病并发症，因此被密切关注。然而，安全有效的HbF小分子诱导剂仍然不明。

我们报道了WIZ转录因子的分子胶降解剂dWIZ-1和dWIZ-2，它们可以在红母细胞中促进HbF的发现。表型筛选显示WIZ是一种以前未知的HbF抑制因子。WIZ的药理学降解在人源化小鼠和食蟹猴中具有良好的耐受性，同时可以在两者中诱导HbF。这些发现使得WIZ降解剂成为一种全球可及的SCD治疗策略。

▲Abstract：

Sicklecelldisease(SCD)isaprevalent,life-threateningconditionattributabletoaheritablemutationinβ-hemoglobin.Therapeuticinductionoffetalhemoglobin(HbF)canamelioratediseasecomplicationsandhasbeenintentlypursued.However,safeandeffectivesmall-moleculeinducersofHbFremainelusive.WereportthediscoveryofdWIZ-1anddWIZ-2,moleculargluedegradersoftheWIZtranscriptionfactorthatrobustlyinduceHbFinerythroblasts.Phenotypicscreeningofacereblon(CRBN)–biasedchemicallibraryrevealedWIZasapreviouslyunknownrepressorofHbF.PharmacologicaldegradationofWIZwaswelltoleratedandinducedHbFinhumanizedmiceandcynomolgusmonkeys.ThesefindingsestablishWIZdegradationasagloballyaccessibletherapeuticstrategyforSCD.

Evolutionandhost-specificadaptationofPseudomonasaeruginosa

铜绿假单胞菌的进化和宿主特异性适应

▲作者：AARONWEIMANN,ADAMM.DINANetal.

▲链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi0908

▲摘要：

人类细菌病原体铜绿假单胞菌会在具有潜在免疫缺陷或囊性纤维（CF）等结构性肺部疾病的人群中引起多重耐药感染。我们的研究表明，在水平基因获取的驱动下，少数环境分离株已成为主导的流行克隆株，这些克隆株在过去200年中依次出现并通过全球传播网络传播。

这些克隆株在感染CF或非CF个体方面表现出不同的内在倾向（与巨噬细胞内能够存活的特定转录变化有关）；经历了多轮趋同的、针对宿主的适应；并最终失去了在不同患者群体之间传播的能力。我们的研究结果解释了铜绿假单胞菌的致病进化，并强调了全球监测和交叉感染预防对避免未来出现流行克隆株的重要性。

▲Abstract：

ThemajorhumanbacterialpathogenPseudomonasaeruginosacausesmultidrug-resistantinfectionsinpeoplewithunderlyingimmunodeficienciesorstructurallungdiseasessuchascysticfibrosis(CF).Weshowthatafewenvironmentalisolates,drivenbyhorizontalgeneacquisition,havebecomedominantepidemicclonesthathavesequentiallyemergedandspreadthroughglobaltransmissionnetworksoverthepast200years.TheseclonesdemonstratevaryingintrinsicpropensitiesforinfectingCFornon-CFindividuals(linkedtospecifictranscriptionalchangesenablingsurvivalwithinmacrophages);haveundergonemultipleroundsofconvergent,host-specificadaptation;andhaveeventuallylosttheirabilitytotransmitbetweendifferentpatientgroups.OurfindingsthusexplainthepathogenicevolutionofP.aeruginosaandhighlighttheimportanceofglobalsurveillanceandcross-infectionpreventioninavertingtheemergenceoffutureepidemicclones.