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轮胎热解减碳、中国工业遗产美学解码与Gemini安全评估等前沿聚焦:各领域最新预印本速览(四) 精选
2025-12-4 16:26
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废旧轮胎如何变身“减碳利器”,助力应对气候危机?废弃厂房也能重塑我们的文化认同?一个微小的RNA分子,又藏着多少癌症的秘密?困扰现代医学的细菌耐药性难题,其根源竟能追溯到35亿年前?当AI的“画笔”可能画出危险,我们又该如何为它划定边界?

本期推文聚焦环境科学、人文艺术、生物与生命科学、医药学和计算机科学五大领域,精选五项在Preprints.org发布的前沿研究,诚邀您阅读探索。

             

欢迎浏览Preprints.org官网了解更多有关平台和预印本的信息:

https://www.preprints.org/?mtm_campaign=sciencenet-post

             

01 环境与地球科学

《废旧轮胎热解在碳减排中的潜力:综述》

随着全球汽车产业迅猛发展,废轮胎产生量逐年攀升,每年约有23-30亿条废轮胎需要处理,传统填埋和焚烧方式不仅造成资源浪费,还会产生大量二氧化碳和有害物质。在这一背景下,热解技术作为一种很有前景的热化学转化方式,展现出独特的环保优势。该技术通过在缺氧环境下加热分解废轮胎,可同时获得裂解油、碳黑、钢丝和裂解气四种主要产品,实现资源的全面回收利用。

热解技术的碳减排潜力主要通过材料替代和能源自给两条路径实现。裂解油的热值与柴油相当,每千克可替代传统柴油减少2.7-3.2kg二氧化碳排放,还具有成为可持续航空燃料原料的前景;回收碳黑经过改性处理后,每吨可替代原生碳黑减少1.8-2.2t碳排放。而裂解气具有30-40MJ/m³的热值,能够满足热解过程95%以上的能源需求,形成能源自给的闭环系统。值得注意的是,采用微波辅助、催化热解等升级技术后,每吨轮胎的减排潜力可从700kg提升至1100-1500kg二氧化碳当量。

然而,对热解技术碳减排效益的准确评估需要依靠全生命周期评价方法。研究发现,系统边界的设定对评估结果影响显著。采用“从摇篮到坟墓”的全面评估方法,能够充分考虑下游产品替代带来的减排效益,而局限于“门到门”的评估则会明显低估其碳减排价值。

尽管热解技术前景广阔,但仍面临产品质量不稳定、能耗较高、缺乏碳核算标准等挑战。裂解油需要脱硫处理,回收碳黑需要改质活化才能达到工业应用标准。未来需要通过技术创新、政策支持和标准建立,推动热解技术从实验室走向规模化应用,使其真正成为实现循环经济和碳中和目标的重要技术路径。

此预印本是上海同济大学环境科学与工程学院李光明教授团队的研究成果,其同行评审版本已于9月初发表在期刊Recycling上。

              

02 人文艺术

《基于中国背景的工业遗产美学价值研究》

该预印本指出,工业遗产作为文化遗产体系中的独特类别,虽在近几十年逐渐受到关注,但其美学意义仍未得到充分阐释。相较于历史纵深更为悠久、象征意义更为明确的传统纪念碑,工业遗存往往年代较近、结构标准化,且似乎缺乏独特的文化象征。然而在中国这样一个在巨大人口压力与毛泽东时代计划经济推动下迅速实现工业化扩张的国家,这些遗址如今构成了全球规模最为庞大的工业遗产存量库。

该预印本基于既有的遗产美学讨论,结合历史、功能与身份认同等多重视角,系统分析工业遗产美学价值的构成基础。通过长期田野调查、档案资料梳理与政策文本分析,研究检视了包括北京798艺术区、首钢园区以及上海与武汉的旧厂房改造在内的适应性再利用项目如何重塑工业旧址的视觉意涵与社会价值。

研究方法融合遗产美学与案例实证,重点从技术历史痕迹、景观形态转型以及集体记忆承载三方面展开评估。研究指出,工业遗产的美学价值很少来自静态的原貌保存,而主要在功能性重构中得以生成——当工业废弃地以文化公园、创意聚落或社区空间等形式获得新生时,其美学意义才真正显现。更重要的是,中国的大规模实践表明,工业遗产不仅具有视觉层面的吸引力,更能够与在“单位制”体系中成长的几代人形成深刻的身份认同共鸣。该预印本通过将工业遗产置于文化遗产美学体系中加以定位,论证其价值源于功能、记忆与景观的三重融合,并指出中国经验正在为重塑全球工业遗产美学范式提供具有启发意义的理论框架。

此预印本是武汉大学国家文化发展研究院韩晗教授的研究成果,目前已通过同行评审,将于2026年初发表在期刊Culture上。

              

03 生物学与生命科学

《微RNA的生命周期:癌症中的生物合成、功能与降解 》

微RNA(miRNA)是一类小的非编码RNA,在转录后基因调控中发挥着关键作用,影响着发育、分化和疾病的发生发展。自1993年发现以来,miRNA因其进化上的保守性和多效性而备受关注,2024年诺贝尔奖更是凸显了其通过RNA干扰(RNAi)通路在转录后调控中的重要性。

该预印本综述了miRNA的完整生命周期——从转录和加工到功能和降解——重点阐述了其调控机制及其在人类疾病(尤其是癌症)中的作用。本文探讨了表观转录组修饰如何影响miRNA的生物合成和活性,探索了其在细胞核和线粒体中的功能,并阐述了基于miRNA的疗法面临的新挑战,包括不断扩展的小RNA谱系,例如tRNA衍生的小RNA(tsRNA)以及不依赖于AGO蛋白的活性。

尽管存在一些障碍,例如多靶点效应有限、脱靶相互作用以及递送难题,但miRNA作为生物标志物和治疗药物仍然具有广阔的应用前景,这也凸显了持续开展研究以将临床前研究成果转化为临床应用的重要性。

此预印本的同行评审版本已于9月底发表在期刊Biomolecules上。

            

04 医学与药理学

《基于生态系统稳健自我调节与持续重建特性的双突变模式抗菌药物耐药性:“同一个地球—同一个健康”应对框架》

抗菌素耐药性(AMR)正快速演变为全球性公共卫生危机,仅依靠传统医疗干预已难以有效遏制。2024年提出的“One Earth–One Health(OE–OH)”理念试图从生态系统整体性视角理解AMR的产生与扩散,但相关定义仍不清晰,其理论基础与实践路径有待系统化。

在该预印本中,作者基于逻辑推演与演绎推理,构建了微生物耐药性的“双重突变模式”,并整合进化生物学的三大理论(拉马克学说、达尔文学说与生态位构建理论),阐述AMR的深层进化起源与生态驱动机制。进一步地,研究从生态系统的稳健自我调节与持续重建特性出发,提出OE–OH的理论基础与基础数学模型,并从生物与非生物因素系统梳理AMR与耐药基因的产生、传播与消除路径。

同时,作者基于问题管理框架给出了若干关键干预措施。研究主张应将OE–OH作为应对AMR的整体框架,并将生态系统自我调节机制的模拟与应用置于中心位置。AMR并非现代抗生素滥用的唯一产物,而是具有35亿年演化史的普遍现象,因此亟需将人类健康与环境健康统一纳入一个整体化系统中考量。

此预印本的同行评审版本已于9月中旬发表在期刊Antibiotics上。

         

05 计算机科学与数学

《在对抗性和真实提示条件下对谷歌Gemini Nano Banana图像模型的安全性评估》

该预印本研究对谷歌的Gemini Nano Banana图像生成模型在对抗性和真实提示条件下的安全性进行了系统性评估,揭示了其在实际应用中存在的严重安全隐患。研究通过八类测试场景展开实验,包括单轮提示、多轮渐进式提示、词汇歧义提示、提示词注入和复合攻击等。

结果显示,虽然模型能够有效阻止直接明确的违规请求,但在面对渐进式内容升级、词汇歧义处理和提示词注入等策略时表现出明显的安全漏洞。具体而言,模型在多轮对话中缺乏上下文记忆能力,无法保持安全边界的持续性;对歧义提示倾向于选择风险更高的解释;在图像生成模式下容易被特定注入指令绕过安全机制。统计数据显示,在生成的21张测试图像中,有19张包含不安全内容,其中12张为暗示性图像,7张为明确违规图像。

基于这些发现,文章建议从强化上下文过滤、改进歧义处理、建立持久化安全状态和加强注入防御等方面提升模型安全性。研究强调,当前基于局部关键词过滤的安全机制不足以应对复杂的对抗性环境,亟需开发具有全局上下文理解和持续状态管理能力的多模态AI安全框架。

作为全球第五大预印本服务平台,Preprints.org不仅自身支持多学科研究成果的发布与推广,还与MDPI期刊保持着紧密的合作关系。在平台投稿的作者可以借助Friendly Journals服务,精准匹配到与文章主题相契合的期刊,并通过转投功能实现快速便捷的期刊投稿 (Preprints.org-to-Journals)。此外,学者在投稿至MDPI期刊时,也可选择同时在Preprints.org上发布预印本(Journals-to-Preprints.org),让研究成果更快地公开和传播。

在本文介绍的5篇前沿预印本中,已有4篇通过同行评审,并正式发表于MDPI期刊。点击《Frontier Researches in November 2025》书单链接,查看预印本原文及后续发表于期刊的同行评审版本:https://www.preprints.org/reading-list/195

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