C&EN

《Chemical & Engineering News》（C&EN），美国化学学会旗下的新闻周刊，自 1923 年起报道全球化学研究与产业动态。

这个电池准备好了，可以吞下去

MIT 团队用类似米纸的可食用基材做了一个可吞咽电池，在猪胃里给小型电子装置供电 3 天后自然分解。电池电极用纤维素纳米纤维、氧化钼和活性炭，负极是镁合金，电解液是牛磺酸与乳酸的离子液体，外壳用蜂蜡封装。测试中它驱动了 RFID 标签和刺激饥饿激素释放的装置；电压从 1.84 V 降到 1.45 V，几周内分解成小碎片，不可吸收的 RFID 芯片随后被自然排出，整体数月内降解完毕。作者认为通过调整层厚度和封装材料可延长到数天至数周，未来可用于体内神经模拟、激素释放、止痛药释放甚至可降解环境传感器。USC 学者 Yasser Khan 认可这是让吞入式设备“监测或治疗肠道后消失”的重要一步，但强调临床应用前需大量生物相容性测试，确认分解产物、吸收量和肠道刺激。信息密度高、有具体材料和参数，适合科技读者，但属期刊新闻稿风格，讨论入口偏少。

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设计蛋白疗法首次人体试验令美国神经科学家震惊

中国启动7项DREADD化学遗传疗法人体临床试验，治疗难治性癫痫、帕金森和神经性疼痛，美国神经科学家在BRAIN Initiative会议上对此表示震惊。 DREADD技术由北卡罗来纳大学Bryan Roth二十年前开发，通过病毒载体将设计受体基因导入特定神经元，用 clozapine 药物精确调控脑回路活动。这是该技术首次进入人体临床。如果针对三叉神经病理性疼痛的试验成功，将打开几乎所有精神神经疾病回路疗法的大门。但基因疗法存在免疫反应风险，中国近期已有数人在早期基因疗法试验中死亡。

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AI工具Raygun：蛋白质的"缩小镜"

杜克大学团队开发的AI工具Raygun可战略性切除蛋白质氨基酸序列，将荧光蛋白EGFP和mCherry缩小10-15%同时保持发光功能，成果发表于Nature 2026。缩小蛋白质可降低基因治疗中AAV载体的装载压力，也可用于给现有蛋白添加新结构域。该工具与从头设计蛋白质的方法互补而非竞争。

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能粘附防粘表面且乙醇一擦即净的新型胶水

东京大学开发新型小分子胶水 Cyclic FP-fmoc，利用氟-氟相互作用强力粘合特氟龙等非粘性表面。该胶水可承受 8kg 重量，且仅用乙醇清洗即可完全去除并重复使用，强度不衰减。专家提示需关注其作为含氟物质（PFAS）的环境影响。

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为了值得信赖，大语言模型需要展示其推理过程

药物发现专家直言不用AlphaFold等LLM生成蛋白结构，因为无法审计推理过程。文章指出黑盒模型在关键科学决策中缺乏“可追溯性”，一旦出错无法定位原因。这对依赖AI进行高精度模拟的研发人员是重要警示，强调了可解释性在严肃科学应用中的必要性。

收藏89 天前

石墨烯专家提议新标准以缩小二维材料复现差距

石墨烯等二维材料因对环境极度敏感，实验室间复现困难严重阻碍了产业化。为此，Peter Bøggild 等专家提出标准化实验模板（STEP）和复现宪章（ReChart），要求详细记录实验细节甚至失败经验。此举旨在通过提高透明度加速技术转移，虽然增加初期工作量，但长期能节省行业资源并促进半导体等领域的应用。

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硼巴基球B80终获实验证实

硼巴基球终获实验证据：化学家首次观测到80个硼原子构成的足球状笼形分子B80，证实了自2007年以来备受争议的理论预测。布朗大学王来生团队用激光蒸发硼靶产生团簇，通过氩气冷却稳定结构，获得的光电子能谱出现三个尖锐特征峰，与巴基球结构完美匹配。 B80与碳巴基球C60拥有相同的240个价电子，是价电子等电子体，但硼的缺电子特性使其可能成为更好的电子受体。这一发现直接挑战了密度泛函理论（DFT）——该计算方法认为巴基球构型并非B80的最稳定结构，研究团队通过模拟所有竞争结构的能谱证明只有巴基球能匹配实验数据。王来生团队曾于2014年发现40个硼原子的笼形结构B40，但B80才真正等价于C60。潜在应用包括半导体、储氢材料和掺杂超导体，但前提是攻克块体合成难关。 '一旦你证明某事是可能的，人们就会去尝试，'王来生说。

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蜂后从特殊蜡质巢室中诞生

蜂后之所以成为蜂后，不只因食用蜂王浆，更取决于她诞生的摇篮。加州大学河滨分校团队发现，蜂后巢室的蜡经过化学"定制"——富含油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，密度更低、熔点更高，与工蜂巢室截然不同。一群更年轻的"蜂后巢室建造工蜂"会将体温加热到近40°C来加工这种特殊蜂蜡。实验直接证明巢室本身至关重要：将新孵化的蜂后幼虫移入工蜂蜡质巢室后，62.5%死亡（西方蜜蜂），东方蜜蜂结果类似。研究发表于《自然》2026，专家评价为跨学科研究的"杰出范例"，并提出一个开放问题：其他蜂种（如Melipona属）是否也通过巢室化学特性决定哪只雌蜂成为蜂后？

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Sci-Hub推出AI聊天机器人Sci-Bot，它到底好不好用？

Sci-Hub推出AI聊天机器人Sci-Bot，基于其海量盗版论文库回答问题。三位科学家实测评价：能较准确回答放射学等专业问题，回答"清晰、结构化"，但仅能回答单次问题、引用文献偏少（通常≤10篇）、缺少2022年后最新研究。文章还揭露了一个深层讽刺——AI公司用盗版网站数据训练模型并盈利，而Sci-Hub免费开放学术资源却持续面临出版商法律诉讼。相比其他受版权限制的搜索工具，Sci-Bot因无视版权能访问更广泛的论文资源，这是其核心优势，但也让学术界对其未来走向持续关注。

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中国实验室竞逐下一个"首创"突破

C&EN 实地走访多家中国科研机构和生物科技公司，专访一线科学家与创业者，梳理中国在化学、材料、能源、生物医药领域的创新追赶进程。核心看点：中国2025年研发支出达3.9万亿元，占GDP 2.8%，按购买力平价已超越美国；基础研究经费首破7%占比，国家自然科学基金改革向青年科学家和交叉学科倾斜，腾讯"新基石"计划、小米捐赠等民间资本也开始注入基础研究。但文章并未回避短板：企业基础研究投入仍不足4%，跨学科人才和医师科学家缺口明显，国际合作的必要性被多位受访者反复强调。亮点是大量一手引述——Pyrotech CEO 邓天敬谈临床资源优势与人才瓶颈、Abbisko 创始人许耀昌直言"中国更擅长工程应用而非原创概念"、中科院上海有机所左智伟教授透露"国内竞争压力无处不在"。有具体案例（PetroChina 设立上海新材料研究院"抛弃旧体制"、辉瑞12亿美元引进3SBio管线、Tencent 10年100亿资助计划），有数据支撑，有正反观点，是少见的兼具深度和现场感的科技政策报道。

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芳香性五元硅环终于被合成

两项独立团队终于合成了化学界追寻三十余年的"梦想分子"——全由硅原子构成的五元芳香环（五硅环戊二烯负离子），成果发表于《科学》杂志。德国萨尔大学 Scheschkewitz 团队是意外发现：博士生 Ankur 在尝试其他合成时偶然得到目标产物，导师看到结果后"差点晕倒"，称这是贯穿整个独立职业生涯的梦想化合物。日本东北大学 Iwamoto 团队则通过分步策略，从四硅-1,3-二烯出发逐步转化。两团队采用不同路线却得到同一结构——每个硅原子上带大位阻 2,4,6-三异丙基苯基、锂为反离子。 X 射线晶体分析最具挑战，但两团队对环的平面性与芳香性程度存在不同判断：一方认为基本平面且明显芳香，另一方则观察到非平面扭曲。这类化合物有望作为催化剂和材料的配体，类比经典的二茂铁体系。外部专家评价该合成"突破性地挑战了键理论极限"。文章包含真实科研故事、20年失败史、两位领衔科学家的个人追梦经历，以及多位独立专家的审视意见，信息密度高、有血有肉。

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詹妮弗·杜德纳：从学生到科学家，再到引路人的旅程

这是一篇C&EN记者的深度人物特写，记录CRISPR基因编辑技术先驱、诺贝尔化学奖得主詹妮弗·杜德纳从夏威夷小镇少女成长为科学巨匠的完整历程。文章亮点在于大量的第一手细节和现场观察：17岁从夏威夷搬到加州时的文化冲击、在大学实验室洗器皿的兴奋、第一篇论文被拒后的挫败、躲在被子里连夜赶稿的狼狈、以及组会上师生围坐聊实验的轻松氛围。文中还呈现了杜德纳与Charpentier合作发现CRISPR-Cas9的传奇经过、专利大战的遗留争议、对贺建奎基因编辑婴儿事件的伦理反思。特别有价值的是她对科研乐趣的坚持——"这太有趣了，我想做更多"——以及如今在创新基因组学研究所（IGI）专注培养下一代科学家的导师理念。充满人味和真实感，不是空洞的履历罗列。

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酵母被编程实现阿片类药物全合成

2015年合成生物学里程碑：研究者打通了酵母中从葡萄糖到吗啡的完整生物合成通路。多支团队接力破解了关键转化酶——一个含细胞色素P450和氧化还原酶的双模块融合蛋白，将(S)-网状番荔枝碱转化为(R)-网状番荔枝碱。整个通路涉及20多种来自植物、哺乳动物、细菌和酵母的酶，斯坦福Smolke团队最终完成全合成。该成果引发"家庭酿造"阿片类药物的安全担忧，但距离实际高效量产仍需大量工程优化。

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AI化学炒作辨别指南：如何评估工具的真实价值

这篇来自C&EN的深度指南帮助化学研究者理性看待AI工具浪潮。核心看点：多位顶尖专家（MIT的Gómez-Bombarelli、东京大学的Tsuda等）直言不讳——大部分AI化学论文只是微小改进，通用LLM在化学考试中正确率仅约三分之一，且存在严重可重复性问题。文中提到MIT一篇声称AI让研究人员发现44%更多新材料的论文已被撤稿，直接质疑了AI炒作的可靠性。但同时，文章也客观梳理了真正有用的AI工具：图神经网络在性质预测上成熟可用，机器学习势能(MLP)已可替代昂贵的DFT计算，开源平台DeepChem提供了可实践的入门路径。几位专家的建议可直接用于评估工具：检查训练数据量是否达到千级、查询是否接近训练分布、用SciBench等基准测试验证、向社区求助、选择符合FAIR标准的工具。最终结论：AI尚未在化学领域产生变革性影响（除AlphaFold外），但值得保持开放且有怀疑地跟进。

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Global science bodies pivot to capitalize on US brain drain

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科学如何帮我们"闻"到过去的气息

气味是历史的"第四维度"——科学家正用化学方法捕捉、分析和重现历史物件的气味，从旧书到古建筑再到空间服。本文以UCL博士生Bembibre在圣保罗大教堂图书馆采集气味分子、制作"旧书气味轮"为主线，详述固相微萃取（SPME）、气嗅图谱（olfactogram）等技术的应用原理；摩根图书馆馆长Nelson则与调香师合作试图重现J.P.摩根书房的历史气味。文章还触及核心张力：即便化学上精确复刻气味，现代人与古人的嗅觉体验和情感意义也截然不同——历史学家的这个警告反而成了文章最有讨论价值的部分。适合对科学、历史、文化遗产保护感兴趣的读者，信息密度高、案例扎实，但叙事风格为典型科学新闻体，缺乏强个人观点或争议性讨论入口。

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研究团队将废弃PET塑料转化为常用止痛药扑热息痛

爱丁堡大学团队改造大肠杆菌，使其以废弃PET塑料为原料，通过合成代谢过程将近100%的PET衍生物转化为扑热息痛（对乙酰氨基酚）。该方法利用1872年发现的Lossen重排反应，将塑料降解产物转化为细菌必需营养物PABA，再经两种微生物酶催化合成止痛药，优化后转化率高达92%。传统制药碳排放比汽车行业高55%，而新方法几乎零排放。研究发表于《自然·化学》。独立专家评价该技术可与现有PET酶解技术整合，构建闭环废物转化平台，但商业化面临监管审批等挑战。

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对称晶体竟能不对称吸收光线

科学家发现一种名为LCSO（锂钴硒氧）的对称晶体，却能像手性晶体一样不对称吸收圆偏振光，颠覆了"中心对称晶体没有圆二色性"的传统认知。研究团队通过理论计算筛选出可能展现LD-LB（线性二色性与线性双折射的耦合效应）的晶体结构，在首次尝试的LCSO材料中就验证了预测。与经典圆二色性不同，翻转晶体时吸收信号也随之翻转，证明该效应源自LD-LB机制。EPFL专家评价这是"重写教科书"的工作。由于单晶结构信号强且可重复，该发现为手性激光、量子信息等应用打开了新材料设计思路。

收藏462 天前

最重要的化学文物：李比希钾球（2015）

1830年德国化学家李比希发明的卡利阿帕拉特（kaliapaparatt，又称李比希钾球），是一枚三角形五球玻璃管，却彻底改变了有机化学。它首次让化学家能精确测量有机物中的碳含量，被历史学家复制实验后证实其准确度惊人。更重要的是，这件小装置催生了现代化学实验室玻璃仪器体系，还让李比希在偏远的吉森大学靠带领大规模学生实验超越英法对手，奠定了今天"学生做实验、教授做研究"的科研模式。十九世纪欧洲化学家一度把它的三角造型做成时髦领针佩戴，1909年蒂芙尼公司以此为蓝本设计了美国化学会（ACS）会徽，沿用至今逾百年。文章还指出它的局限：无法分析含氮化合物和生物碱，这反而促使李比希的学生霍夫曼转向合成有机化学，开创了全新领域。一件玻璃器皿从实验室工具演变为学界图腾，背后是科学方法、教育制度和视觉符号的三重变革。

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生物勘探者从微生物基因组中开采抗生素"金矿"

C&EN深度报道：科学家正利用基因组学、合成生物学和AI等新一代工具，重新挖掘微生物中的抗生素"金矿"。2025年3月，《自然》杂志接连发表两种突破性抗菌化合物——多烯大环内酯抗真菌药mandimycin和套索肽抗生素lariocidin，均采用前所未有的作用机制。文章追溯了1928年青霉素发现以来的抗生素黄金时代（1940-1960年代），解释全细胞筛选如何从土壤中发现四环素、头孢菌素等经典抗生素，以及1970年代后发现率骤降的原因。如今，低成本基因组测序配合antiSMASH等挖掘软件可扫描细菌次级代谢基因簇；AI模型可逐键预测化合物抗菌活性；合成生物学可将完整生物合成途径移植至工程菌株高效表达。但获得候选药物只是起点：抗生素利润低、临床试验失败率高，美国PASTEUR法案长期搁置。麦克马斯特大学Wright认为"我们正处在新黄金时代的起点"，但一切仍有待验证。

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合成纯碱还有未来吗？

核心看点：1861年发明的Solvay合成纯碱工艺，在碳排放压力与天然碱（trona）低价夹击下生死存亡——每吨合成纯碱排放1吨CO₂，而天然碱仅0.3-0.7吨，生产成本差距更达3-5倍。文章深入拆解全球纯碱产业格局：欧洲合成厂受能源危机和EU碳交易成本挤压（100万吨级工厂年碳费约1100万美元），天然碱巨头WE Soda以溶液开采法将成本压至约$50/吨，计划2030年前产能翻倍至1100万吨/年。但Solvay并未认输，正在法国测试电化学新工艺"Solvay 2.0"，目标大幅降碳减排、减少副产品，同时欧洲市场因运输壁垒仍对本地合成厂商形成保护。全球纯碱需求年增2-3%，太阳能玻璃和锂电是主要驱动力。文章给出一个经典化工行业转型样本：百年老工艺能否通过技术迭代在零碳时代续命，还是终将被天然矿源取代？数据扎实、引述丰富，适合化工、新能源、ESG投资及产业政策关注者阅读。

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首次发现的固氮细胞器——硝基质体（2024）

重大生物学发现：科学家首次鉴定出一种固氮细胞器（nitroplast）。加州大学圣克鲁兹分校的 Coale 通过蛋白质组分析证明，藻类细胞核编码的蛋白质被转运进 UCYN-A 球状体中，UCYN-A 已从内共生体演化为真正的细胞器。导师 Zehr 在 1998 年就发现 UCYN-A 能固氮，但因基因组残缺无法独立存活；高知县大学的 Hagino 用十余年攻克藻类培养难题才使后续研究成为可能。软 X 射线断层扫描显示 UCYN-A 与宿主细胞同步分裂，且关键缺失蛋白由藻类核 DNA 翻译后靶向输送——这些特征与线粒体、叶绿体的演化路径一致。论文发表于 Science，是继线粒体和叶绿体之后发现的首个通过初级内共生形成的固氮细胞器。

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