【菜科解读】

在过去几十年里，各种高精尖技术都经历了指数级的性能提升，而与此相比，电池技术的进展却困难得多。

最优秀的锂离子电池的能量密度约为700Wh/L，尽管这个成就可圈可点，但并未达到突破性水平，直到纳米电池的出现。

研究发展中的纳米电池

市场上最尖端的锂离子电池的能量密度700Wh/L，这个700Wh/L指的是电池的能量密度，数值表示每升电池容积可以存储的能量为700瓦时。

所谓的能量密度是衡量电池性能的最重要指标，表示单位体积内所存储的能量数量。

纳米电池作为一种利用纳米级技术制造的电池，其能量密度比锂电池最多能多出百分之40。

它与我们常见的电池不同，纳米电池中使用了非常小的颗粒材料，其尺寸小于100纳米，这些颗粒的尺寸比我们的头发丝还要细。

因为纳米电池非常小，所以它们可以更高效地储存和释放能量，这意味着纳米电池可以提供更长的使用时间和更高的能量密度，让电子设备持续更久时间地工作。

纳米电池的使用场景也很丰富，甚至多个纳米电池还可以组合在一起形成大型电池，例如纳米孔电池。

纳米电池的发展还在不断进行中，有许多技术问题和成本问题还未解决，毕竟对电池技术的升级一直以来都是难关。

科学家们希望通过纳米技术的应用进一步提升电池的性能和功能，为我们的电子设备提供更好的电力支持，让它们更持久、更可靠。

纳米电池与锂电池

首先，纳米电池和锂电池在电池内部所使用的材料不同，传统的锂离子电池技术使用的是粒径在5到20微米之间的活性材料，如氧化钴或氧化锰，而纳米电池则使用纳米级的材料，尺寸更小但是能量更大。

这些材料的大小与纳米电池的材料大小相比，可以说是差距悬殊，它们比纳米电池的材料大了100多倍。

其次，纳米电池在能量密度和体积方面也具有着更大的优势。

由于纳米级颗粒的特殊结构，纳米电池可以提供更高的能量密度。

与此同时，纳米电池的体积却更小，这意味着它们可以在相对较小的空间内提供更多的电力。

最后，纳米电池还可以有效控制体积膨胀的问题。

所谓的体积膨胀问题是指电池内部的某些组件在使用过程中膨胀或增大，导致电池整体的尺寸增加。

这通常是由电池内部化学反应和物理变化共同引起的，出现体积膨胀问题后，电池内部的压力增加就会导致电池泄漏、短路或损坏。

然而纳米电池由于颗粒小且结构特殊的原因，它可以规避掉体积膨胀的风险，提供更稳定可靠的性能。

纳米电池的技术难关

世界范围内，有很多研究人员和学者都在积极地研究纳米电池，并希望能够提高其量产的可能性，并将之推广到更大的市场中。

这其中就有华裔科学家新星崔屹，他正在努力将纳米技术与电池相结合，将纳米电池推向一个新的高度。

另外，通过使用纳米材料，东芝公司突破了锂电池的瓶颈，使颗粒能够穿过液体并更快地为电池充电。

美国也开发了一种纳米电池，其阳极和阴极均采用环保纳米材料，是一种"绿色"电池。

索尼也不甘落后，自第一块锂离子电池问世以来，索尼对纳米电池的研究一直在进行。

不过，纳米电池的研究和发展也有很多局限。

首先，纳米材料制备的成本很高，制备纳米材料需要精密的工艺和控制，以确保其稳定性和一致性。

针对量产来说，纳米材料的制备技术仍然面临成本高、复杂性高和规模化生产的挑战。

其次，纳米电池中的界面问题也是一个重要的难题。

简单来说就是电极和电解质之间需要具有良好的离子和电子传导性能，以实现高效的电池反应。

另外，在纳米尺度上，界面效应会更加敏感，容易导致电池性能的损失和不稳定。

这代表着纳米电池的循环寿命是一个关键问题。

毕竟纳米级别的电极材料与电解质的相互作用更为复杂，与锂电池相比，纳米电池更可能引发电池的容量衰减、内阻增加和循环稳定性下降等问题。

最后，纳米电池技术虽然已经在实验室中取得了一些进展，但是纸上谈兵的意味比较大，将其商业化仍然面临一系列挑战，包括成本效益、可扩展性、安全性和大规模生产等方面。

要实现纳米电池的商业应用，就需要先解决这些问题。

俄罗斯科学家研究蝙蝠免疫力

理解微生物组在抵抗应激和疾病中的作用，有助于更准确地评估这些动物的抗病机制及危险病原体由动物向人类传播的风险。

蝙蝠DNA免受损伤机制 俄罗斯科学家参与的一项国际研究表明，蝙蝠冬眠期间，其肠道菌群能比清醒时更活跃地产生保护宿主DNA免受损伤的物质。

研究数据将有助于更好地理解作为某些病毒携带者的蝙蝠如何在其非活跃生命期仍能保持免疫力及其自身微生物在其中扮演的角色。

蝙蝠体内病毒的多样性与其飞行能力、比其他类似体型哺乳动物更长的寿命和群居习性有关。

同时，蝙蝠本身通常不会感染，只是将病毒传播给可能对病原体敏感并患病的其他物种。

俄罗斯顿河国立技术大学（顿河畔罗斯托夫）的科学家发现，Nyctalus noctula（褐山蝠）肠道中的细菌会根据季节和宿主状态不同，分泌有不同特性的生物活性物质。

科学家从深度冬眠期和活跃期的蝙蝠肠道中分离出细菌，随后对其代谢物的生物活性进行评估。

项目负责人、生物学博士、顿河国立技术大学生命系统研究所所长叶尔马科夫（Aleksey Ermakov）教授说：“来自冬眠蝙蝠肠道的细菌更积极地产生保护DNA链免受断裂等损伤的物质。

这意味着冬眠条件下，微生物帮动物细胞避免遗传物质受损。

最有效的‘保护者’是弗氏柠檬酸杆菌和格氏乳球菌。

” 此外，蝙蝠冬眠和清醒时，肠道微生物分泌的氧化损伤细胞物质与抗氧化保护物质总量基本持平，表明其细胞的这种损伤与季节无关。

了解微生物群影响蝙蝠的抗应激能力的机理，有助于更深入地理解蝙蝠的抗病机制，更准确地评估动物传人疾病的传播风险。

初步研究阶段 接下来，科学家计划更深入地研究“宿主-微生物群”的相互关系及肠道微生物如何在蝙蝠的不同生理阶段影响其免疫系统工作。

项目执行人、哲学博士、顿河国立技术大学研究员波波夫（Igor Popov）说：“研究数据可以为城市生态系统（即蝙蝠与人和家畜接触最频繁的地方）的生物安全提供更周密保障措施的科学基础。

顿河国立技术大学的蝙蝠康复中心致力于保护蝙蝠种群、观察蝙蝠，并进行实验室免疫生物学分析，可以成为微生物学、免疫学和城市生态学综合研究的关键平台。

” 俄罗斯皮罗戈夫国立医科大学老年病科研临床中心衰老研究所研究员、医学副博士博尔科夫（Mikhail Bolkov）说：“哺乳动物抗病毒机制非常相似，但蝙蝠具有特殊性，其干扰素水平与体温长期偏高，相当于持续处于‘抗病毒值班状态’。

同时，后续炎症级联反应——对受损细胞和DNA的反应、感染性炎症，在其体内受到抑制。

结果病毒在其体内复制水平很低，免疫系统不攻击病毒，不引起炎症。

同时蝙蝠还有强大的抗肿瘤系统，温和免疫反应则很容易诱发肿瘤，如人类身上。

最终，蝙蝠成了大量病毒的携带者。

” 国家技术倡议FoodNet工作组“智慧供应链”板块负责人科索戈尔（Sergey Kosogor）说，专家对蝙蝠与其携带众多病毒的关联及可传播给人类的周期性灾难性病毒变异的原因与后果仍处于初步研究阶段。

可由蝙蝠传染人类的病原体包括狂犬病毒、尼帕病毒、埃博拉病毒等。

潜在病原体 至于哪些病毒可能成为下次全球大流行的潜在病原体，俄罗斯乌拉尔联邦大学经济与管理学院兼莫斯科物理技术学院未来技术教研室副教授科利亚斯尼科夫（Maksim Kolyasnikov）认为，高致病性H5N1亚型禽流感仍是最有可能的候选者。

他说，该病毒已在野生鸟类、家禽和奶牛中广泛传播，不久前的研究表明，仅需一个突变，它就能具备稳定的人传人能力。

这位科学家说：“尼帕病毒尽管致死率极高，但目前仍呈局部流行。

猴痘2022年暴发后呈下降趋势，但仍需警惕。

D型流感病毒、犬冠状病毒HuPn-2018等研究较少的病原体也值得关注，目前既没有针对其的检测方法，也没有疫苗。

” 本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊，内容由《俄罗斯报》提供。

比太阳亮一万亿倍，位于怀柔的“超级显微镜”建成试运行

在随后的新闻发布会上，中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源（HEPS）建成试运行”成果进行解读。

2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。

新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源，也是中国首个高能量的同步辐射光源，是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。

这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理，能提供高品质的X射线，深层次探索微观世界，2019年正式动工建设，2025年10月通过工艺验收。

“目前，HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度，可发出比太阳亮1万亿倍的X射线，综合性能达到国际同类装置领先水平。

”潘卫民说。

2025年12月3日，HEPS开始了用户实验，截至2026年2月中旬，已为91个单位完成了200余项课题实验，提供近5000小时用户机时，包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。

其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验，均取得重要成果，充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。

3月20日，HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集，这是非常重要的里程碑。

“未来，我们将持续优化机器性能，完善用户服务体系，与各领域用户协同创新，并推动跨领域、跨国界协作联动，成为面向全国和世界的重要创新平台。

”他说。

编辑 张磊 校对 卢茜