科技短波

高海拔宇宙線觀測(cè)站科學(xué)觀測(cè)啟動(dòng)

位于四川省稻城縣海拔4000余米處的高海拔宇宙線觀測(cè)站（LHAASO）首批探測(cè)器日前已投入科學(xué)觀測(cè)，這個(gè)全世界同類裝置中靈敏度最高的探測(cè)器，正式開(kāi)啟了破解宇宙線起源及宇宙演化和暗物質(zhì)等科學(xué)觀測(cè)和研究的征程。

“宇宙線來(lái)自哪里，它們是如何被加速到如此之高的能量，一直是困擾科學(xué)家的問(wèn)題?！备吆０斡钪婢€觀測(cè)站項(xiàng)目首席科學(xué)家曹臻說(shuō)，超新星爆發(fā)、黑洞爆發(fā)、巨大星系之間的碰撞等，到底誰(shuí)才是宇宙線真正的來(lái)源，還需要繼續(xù)尋找證據(jù)，高海拔宇宙線觀測(cè)站項(xiàng)目正是瞄準(zhǔn)這一重大科學(xué)問(wèn)題而提出。

項(xiàng)目主體工程于2017年啟動(dòng)，采用邊建設(shè)邊運(yùn)行的模式。此次投入科學(xué)觀測(cè)的探測(cè)器包括由1800個(gè)探測(cè)器組成的、靈敏面積達(dá)22 500平方米的一號(hào)水切倫科夫探測(cè)器陣列，兩臺(tái)廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡，180臺(tái)電磁粒子探測(cè)器和80個(gè)繆子探測(cè)器。其中，一號(hào)水切倫科夫探測(cè)器陣列的巡天靈敏度比國(guó)際上最高靈敏度的同類裝置高出30%。LHAASO具有低閾能、大探測(cè)面積、大視場(chǎng)和全天候等優(yōu)勢(shì)，全面建成后將是國(guó)際上宇宙線能譜和各向異性測(cè)量方面最靈敏的裝置。

科研人員和工人一起維護(hù)一號(hào)水池水切倫科夫探測(cè)器陣列探測(cè)設(shè)備（圖/新華社）

我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)體內(nèi)保存蛋殼的中生代鳥(niǎo)類化石

中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所周忠和、鄒晶梅、巴約勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了世界范圍內(nèi)首個(gè)腹腔內(nèi)含有蛋殼的滅絕鳥(niǎo)類——反鳥(niǎo)類化石，為研究古鳥(niǎo)類的生殖繁育提供了新的信息，進(jìn)而為探知早期鳥(niǎo)類的演化歷程提供了新的證據(jù)。

該標(biāo)本發(fā)現(xiàn)于甘肅省玉門(mén)市，距今1.1億年的早白堊世下溝組的湖相沉積物中，是一個(gè)全新的屬種，被命名為施氏慈母鳥(niǎo)。標(biāo)本保存在扁平的頁(yè)巖內(nèi)，頭部雖然殘缺，但體腔內(nèi)基本成型的蛋殼（包括表層膜、角質(zhì)層等）卻被保存至今。

對(duì)化石標(biāo)本的組織切片和掃描電鏡結(jié)果顯示，蛋殼異常纖薄，呈現(xiàn)了雙層的病態(tài)結(jié)構(gòu)，這也是首次在反鳥(niǎo)蛋化石中發(fā)現(xiàn)雙殼，研究人員據(jù)此推測(cè)這只雌鳥(niǎo)在產(chǎn)卵時(shí)出現(xiàn)了現(xiàn)生爬行類所常見(jiàn)的“挾蛋癥”，即鳥(niǎo)蛋未能及時(shí)產(chǎn)出從而長(zhǎng)時(shí)間停留在體腔內(nèi)。

新型紅外隱身材料被發(fā)現(xiàn)

中科院蘇州納米所張學(xué)同研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，最新發(fā)現(xiàn)了一種紅外隱身材料。這種新材料堅(jiān)固、輕便、可折疊，可以在不需要額外能源的情況下躲過(guò)紅外探測(cè)儀的“法眼”。

自然界中的一切物體，都會(huì)輻射紅外線。物體輻射紅外線能力的大小，和其表面溫度直接相關(guān)。因此無(wú)論白天黑夜，紅外探測(cè)儀都可以測(cè)量到目標(biāo)與背景間的輻射差，得到不同物體的紅外圖像。此次研究中，技術(shù)人員想要發(fā)明出一種可以適應(yīng)不斷變化的溫度，且不需要額外耗能的紅外隱身材料。他們首先制造了一種堅(jiān)固但柔軟的納米纖維氣凝膠薄膜，這種薄膜具有優(yōu)異的隔熱性能。將這種薄膜用相變材料聚乙二醇浸泡并進(jìn)行防水處理，就得到一種輕薄、堅(jiān)固、柔韌，但紅外隱身性能優(yōu)異的復(fù)合新材料。

由于納米纖維氣凝膠薄膜本身是一種良好的絕熱材料，而聚乙二醇受熱時(shí)會(huì)儲(chǔ)存熱量并軟化，凝固時(shí)又釋放熱量后重新硬化，在模擬太陽(yáng)光照下，覆蓋目標(biāo)物的復(fù)合薄膜可以吸收熱量，達(dá)到抑制升溫的目的，使得目標(biāo)物體對(duì)紅外探測(cè)儀“隱身”。當(dāng)夜晚來(lái)臨，薄膜又能緩慢地釋放熱量，以匹配周?chē)h(huán)境。此外，選用合適厚度的氣凝膠薄膜覆蓋在發(fā)熱目標(biāo)與相變復(fù)合薄膜之間，也能做到讓發(fā)熱物體“隱身”。

高分五號(hào)“解密”全球霾分布

近日，中科院空天信息研究院聯(lián)合載荷研制單位中科院安徽光機(jī)所等機(jī)構(gòu)，基于高分五號(hào)衛(wèi)星上搭載的多角度偏振相機(jī)（DPC），獲得了首幅全球3.3公里空間尺度的細(xì)粒子氣溶膠光學(xué)厚度（AODf）分布圖。這是國(guó)際上空間分辨率最高的AODf遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)集，可反映大氣主要污染成分（細(xì)顆粒物等）空間信息、為“解密”全球霾分布提供關(guān)鍵基礎(chǔ)產(chǎn)品。

中科院空天信息研究院國(guó)家環(huán)境保護(hù)衛(wèi)星遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任李正強(qiáng)介紹，高分五號(hào)衛(wèi)星獲得的AODf數(shù)據(jù)是目前全球空間分辨率最高的細(xì)粒子氣溶膠光學(xué)厚度衛(wèi)星遙感產(chǎn)品，能夠更清晰地顯示出污染分布的局地細(xì)節(jié)特征，并可以在軌持續(xù)監(jiān)測(cè)全球大氣細(xì)粒子氣溶膠含量變化，支持區(qū)域污染精細(xì)管控、重點(diǎn)城市污染傳輸通道監(jiān)測(cè)、污染物溯源等需求。

DPC可為大氣污染狀況的全球覆蓋、快速監(jiān)測(cè)提供空間觀測(cè)數(shù)據(jù)，所獲取的氣溶膠參數(shù)可用于監(jiān)測(cè)大氣細(xì)顆粒污染物分布、來(lái)源、成分及傳輸信息等。全球范圍內(nèi)215個(gè)地基站點(diǎn)的AODf同步驗(yàn)證數(shù)據(jù)顯示，DPC衛(wèi)星遙感結(jié)果與地基觀測(cè)具有較好的一致性。

植物細(xì)胞內(nèi)存在“自殺神器”

近日，我國(guó)科學(xué)家在植物免疫研究領(lǐng)域取得歷史性的重大突破。研究首次發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞內(nèi)存在一種“自殺神器”。它就是植物免疫關(guān)鍵因子——抗病蛋白組成的形似“風(fēng)火輪”的抗病小體。研究成功解析了抗病小體的電鏡結(jié)構(gòu)，從分子層面上揭示了抗病蛋白管控和激活的核心機(jī)制。

像動(dòng)物一樣，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中也會(huì)不斷受到病毒、細(xì)菌、真菌、昆蟲(chóng)的侵襲。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的進(jìn)化，植物逐漸發(fā)展出一套復(fù)雜、精細(xì)的免疫系統(tǒng)，能夠?qū)@些入侵奮起反抗。其中的關(guān)鍵角色——抗病蛋白，作為監(jiān)控病蟲(chóng)侵害的哨兵和動(dòng)員植物防衛(wèi)系統(tǒng)的指揮官，被發(fā)現(xiàn)至今已有二十多年，但人們?nèi)匀徊磺宄鼈兊墓ぷ髟怼?/p>

如今，植物抗病的神奇過(guò)程獲得全面解析：被激活的抗病蛋白5個(gè)一組抱團(tuán)形成抗病小體，作用于細(xì)胞膜后，引導(dǎo)受感染細(xì)胞“自殺”并與病菌同歸于盡，以保護(hù)其他健康細(xì)胞不受感染。

這一發(fā)現(xiàn)為更好地利用抗病蛋白提供了新的可能?！袄每共〉鞍祝l(fā)展新的病蟲(chóng)害防控手段，將大大減少化學(xué)農(nóng)藥的施用?！敝锌圃哼z傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士說(shuō)，抗病蛋白高分辨度結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制的解析，為設(shè)計(jì)抗廣譜、持久的新型抗病蛋白，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)奠定了核心理論基礎(chǔ)。

兵馬俑涂鉻防銹可能是個(gè)“意外”

近日，一項(xiàng)研究指出，秦始皇兵馬俑青銅兵器上的鉻，可能是生漆污染的結(jié)果，這些生漆曾被用來(lái)處理兵器的木制部分。這一結(jié)論挑戰(zhàn)了一種長(zhǎng)期存在的假說(shuō)，即秦代匠人在2000多年前就掌握了涂鉻防銹技術(shù)。

秦始皇兵馬俑遺址最早于20世紀(jì)70年代在西安發(fā)掘，迄今已出土了約2000件保護(hù)完好的陶俑、陶馬，所配兵器功能完好。此前有研究認(rèn)為，這些兵器之所以得到了較好的保護(hù)，是因?yàn)榍卮そ吃诜冷P處理中使用了鉻，讓兵器入土后能免于腐蝕。

秦始皇帝陵博物院、北京科技大學(xué)及英國(guó)劍橋大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員分析了464件從遺址出土的兵器，只在37件中發(fā)現(xiàn)了鉻。他們認(rèn)為這些兵器上的鉻是由秦代工匠使用的生漆污染所致。研究人員在88%的兵器配件周?chē)鷻z測(cè)到了鉻，如弓把、劍柄或劍鞘，但只在2%或更少的箭頭或劍身樣本上發(fā)現(xiàn)了鉻。

研究人員認(rèn)為，出現(xiàn)這種分布是因?yàn)檫@些金屬部位更靠近處理木制元素的生漆，而木制部分已經(jīng)受到了腐蝕。此外，他們還提出了其他可能對(duì)兵器有保護(hù)作用的因素，比如一些青銅兵器的含錫量較高。

棉花變身水凝膠可用于電子皮膚

棉花也能做成水凝膠？南京林業(yè)大學(xué)姚建峰教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)易方法將棉短絨制造為導(dǎo)電、熱可逆、耐低溫、可3D打印的水凝膠材料。

“傳統(tǒng)的水凝膠一般采用石油基聚合物，而我們更愿意從大自然中選擇可再生的綠色材料?！币ǚ褰榻B，他們利用無(wú)機(jī)鹽溶液實(shí)現(xiàn)對(duì)棉短絨纖維素的高效溶解，形成機(jī)械性能穩(wěn)定的水凝膠材料。這種水凝膠制造過(guò)程簡(jiǎn)便，在室溫條件下就可獲得。

同時(shí)，無(wú)機(jī)鹽完全融入纖維素凝膠網(wǎng)絡(luò)，不僅不會(huì)產(chǎn)生廢料，還具有天然的導(dǎo)電和抗凍特性。因此，以棉花為原料制造的水凝膠成本低廉、過(guò)程環(huán)保，且對(duì)人體無(wú)害，具有良好的生物相容性。這種新型水凝膠可在電子器件、軟體機(jī)器人、藥物釋放、電子皮膚等領(lǐng)域大顯身手。

全球最大飛機(jī)首飛

當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月13日，名為“斯特拉托”的巨型雙身飛機(jī)在美國(guó)加利福尼亞首飛成功，并以其驚人的翼展登上全球最大飛機(jī)寶座。

“斯特拉托”機(jī)長(zhǎng)73米，翼展117米，最大起飛重量590噸，最長(zhǎng)飛行時(shí)間10小時(shí)，飛行半徑超過(guò)1800公里，動(dòng)力由6臺(tái)普惠4056渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)提供，最大載重接近230噸。其問(wèn)世前霸占全球最大飛機(jī)寶座長(zhǎng)達(dá)30年的烏克蘭安225運(yùn)輸機(jī)，機(jī)長(zhǎng)84米，翼展卻只有88.4米，較“斯特拉托”短了近30米。

“斯特拉托”由美國(guó)航天企業(yè)斯特拉托發(fā)射系統(tǒng)公司設(shè)計(jì)制造，2010年開(kāi)始研制，2017年進(jìn)入地面測(cè)試階段。“斯特拉托”是專用的空基運(yùn)載火箭發(fā)射平臺(tái)，在其兩個(gè)機(jī)身中間的機(jī)翼下能夠掛載多枚運(yùn)載火箭，飛到萬(wàn)米高空發(fā)射。

月壤8厘米之下均勻分布著水

月球水的來(lái)源一直都是爭(zhēng)論不休的問(wèn)題。日前，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，月球下層土里均勻分布著水。這些水源自月球形成早期，而小型隕石的撞擊會(huì)釋放這些月球上的水。這一發(fā)現(xiàn)為人類未來(lái)研究這些水的演變及更好地利用月球水奠定了基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊(duì)表示，NASA的月球大氣與粉塵環(huán)境探測(cè)器（LADEE）搭載的一個(gè)儀器，在月球大氣中檢測(cè)到了偶發(fā)卻含量異常高的水分，LADEE探測(cè)器在2013年10月至2014年4月之間一直繞月運(yùn)行。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)到的水釋放時(shí)間點(diǎn)，大部分都與研究期間發(fā)生的29次隕石群撞擊時(shí)間重合。通過(guò)研究不同規(guī)模的隕石群所釋放的水量，團(tuán)隊(duì)確定月壤最上層的8厘米不含水。在此之下的月壤中，則均勻分布著水，含水量最高達(dá)0.05%左右。根據(jù)研究人員的估算，隕石撞擊導(dǎo)致月球每年損失多達(dá)200噸的水。他們分析認(rèn)為，被釋放出來(lái)的地下水源自月球形成初期。

9 0種兩棲動(dòng)物滅絕或與壺菌病有關(guān)

一項(xiàng)最新研究顯示，90種兩棲動(dòng)物的滅絕可能與一種致命真菌疾病有關(guān)。

壺菌病由兩種壺菌引起：一種是石斛壺菌，另一種是蠑螈壺菌。自從壺菌病在20世紀(jì)80年代首次出現(xiàn)以來(lái)，共導(dǎo)致500多種青蛙、蟾蜍和蠑螈的數(shù)量減少——幾乎占所有兩棲動(dòng)物種類的7%。這意味著，該疾病造成的生物多樣性損失在所有病原體中是最大的，并且比其他野生動(dòng)物疾病，如殺死蝙蝠的白鼻綜合征還要嚴(yán)重。

研究發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)歷了衰退的物種中，只有12%顯示出恢復(fù)跡象。不過(guò)，微弱的希望正在顯現(xiàn)。受這種疾病影響的新物種數(shù)量有所下降。一些青蛙似乎對(duì)這種疾病產(chǎn)生了抵抗力，同時(shí)抗真菌治療在某些情況下已經(jīng)顯示出效果。

心臟手術(shù)機(jī)器人會(huì)自主導(dǎo)航

美國(guó)科研人員日前發(fā)表報(bào)告說(shuō)，他們研發(fā)出一種可以在心臟周?chē)灾鲗?dǎo)航的微型醫(yī)療機(jī)器人，能幫助外科醫(yī)生完成復(fù)雜的心臟手術(shù)。

研究顯示，在一個(gè)對(duì)動(dòng)物實(shí)施的心臟瓣膜修復(fù)手術(shù)中，一個(gè)機(jī)器導(dǎo)管借助人工智能等技術(shù)，無(wú)需人工導(dǎo)引就精確找到了目標(biāo)位置。隨后，心臟外科醫(yī)生遙控將滲漏處修復(fù)。美國(guó)波士頓兒童醫(yī)院兒科心臟生物工程主任皮埃爾·杜邦說(shuō)，這是他所知的首個(gè)可在體內(nèi)自主導(dǎo)航找到目標(biāo)位置的醫(yī)療機(jī)器人，它在充滿血液的跳動(dòng)心臟中抵達(dá)毫米級(jí)的目標(biāo)，表現(xiàn)相當(dāng)出色。

這個(gè)機(jī)器人裝有觸覺(jué)傳感器，頂端裝有微型相機(jī)，還可像昆蟲(chóng)觸角或老鼠胡須一樣不斷“取樣”，可利用機(jī)器學(xué)習(xí)和圖像處理技術(shù)，在“陌生”的黑暗環(huán)境中識(shí)別所接觸的組織類型、所處位置，判斷行進(jìn)方向。研究人員稱，這種機(jī)器人有助于緩解醫(yī)生疲勞，讓醫(yī)生把精力放在更復(fù)雜的手術(shù)操作上。

狗或能嗅出癲癇發(fā)作

最近，一項(xiàng)研究指出，狗或能鑒別與癲癇發(fā)作有關(guān)的一種特定人體氣味。這一初步研究結(jié)果表明，這種氣味特征有望將來(lái)用于癲癇發(fā)作的預(yù)測(cè)。

此前研究顯示，乳腺癌或肺癌這類疾病與身體氣味的特定變化有相關(guān)性。然而，由于癲癇發(fā)作具有個(gè)體特異性和高度多樣性，氣味特征反映癲癇發(fā)作的可能性從未得到測(cè)試。

法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心的研究人員讓經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的3只母犬和2只公犬接觸了各種復(fù)雜氣味（呼吸和身體氣味），這些氣味分別采集自癲癇患者的發(fā)作期間、不發(fā)作期間以及運(yùn)動(dòng)鍛煉之后。每只狗都參與了9次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)都會(huì)有7個(gè)罐頭，但只有1個(gè)罐頭裝有癲癇發(fā)作的氣味。這些狗識(shí)別陽(yáng)性（敏感性）的能力范圍為67%～100%，正確識(shí)別陰性（特異性）的能力范圍為95%～100%。結(jié)果表明，雖然癲癇發(fā)作和個(gè)體氣味具有多樣性，但癲癇發(fā)作與特定氣味特征有關(guān)，這些氣味特征有望用來(lái)預(yù)測(cè)癲癇發(fā)作。

海洋漂浮物可“監(jiān)聽(tīng)”地震

地震學(xué)家通過(guò)將水聽(tīng)器安裝在深海中的漂浮物上，探測(cè)發(fā)生在海底的地震，并利用這些信號(hào)窺探地球內(nèi)部。

幫助開(kāi)發(fā)這種“監(jiān)聽(tīng)”地震的漫游裝置（MERMAID）的普林斯頓大學(xué)地震學(xué)家Frederik Simons說(shuō)，他設(shè)想在全球范圍內(nèi)建立一支由成千上萬(wàn)個(gè)此類漫游裝置組成的“艦隊(duì)”，這些裝置還可用來(lái)探測(cè)雨聲或鯨的叫聲，或者配備其他環(huán)境或生物傳感器?！拔覀兊哪繕?biāo)是探測(cè)所有的海洋。”

幾十年來(lái)，地質(zhì)學(xué)家一直把地震儀安裝在陸地上，以研究地震是如何傳播的。但不同密度的深層結(jié)構(gòu)，例如沿著俯沖帶下沉到地幔中的海洋地殼冷板，可以加速或減緩地震波。通過(guò)結(jié)合在不同地點(diǎn)檢測(cè)到的地震信息，研究人員可以繪制出這些結(jié)構(gòu)的地圖。然而，上升羽流和海洋中其他巨型結(jié)構(gòu)則更為神秘。原因很簡(jiǎn)單：海底的地震儀要少得多。

MERMAID是一種廉價(jià)探測(cè)方法。它們漂浮在1500米深的地方，這樣可以將背景噪聲降到最低，并減少周期性上升傳輸新數(shù)據(jù)所需的能量。每當(dāng)MERMAID的水聽(tīng)器接收到強(qiáng)烈的聲音脈沖，計(jì)算機(jī)就會(huì)評(píng)估這種壓力波是否可能來(lái)自海底震動(dòng)。若是如此，MERMAID將在數(shù)小時(shí)內(nèi)浮出水面，并通過(guò)衛(wèi)星發(fā)送地震記錄。

到目前為止，MERMAID已經(jīng)識(shí)別出258次地震，其中大約90%也被其他地震儀探測(cè)到。

透明木材可做窗戶

日前，瑞典瓦倫堡木材科學(xué)中心的研究人員通過(guò)從木材中去除一種名為木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)成分，使光線能穿透木材。把木材變透明的過(guò)程也賦予了其保溫能力，而這可以幫助調(diào)節(jié)建筑物溫度?；蛟S，透明木材有一天會(huì)取代窗戶上的玻璃。

該團(tuán)隊(duì)將去木質(zhì)化的樺木浸泡在聚乙二醇（PEG）中。PEG是一種聚合物，存在于牙膏和劇院的煙霧機(jī)中。PEG被包裹在木板里使熱量很難通過(guò)，這有助于將建筑物與室外的寒冷隔離，也可以阻擋夏天室外的熱量。

PEG在室溫下是固態(tài)，但在30℃時(shí)熔化，盡管其仍被鎖在木結(jié)構(gòu)中。“我們?cè)囉眠^(guò)很多玻璃，但玻璃有一個(gè)缺點(diǎn)，即絕緣性能不好，導(dǎo)致大量的熱損失?！毖芯咳藛T說(shuō)，“木頭真的很神奇，其隔熱性能要優(yōu)秀10倍，但缺點(diǎn)是不透光?！?/p>

雖然復(fù)合木材的絕緣性不如天然木材好，但比高端雙層玻璃要好4倍左右。這種材料還可承受沉重負(fù)荷，而且可生物降解，比混凝土或玻璃更容易處理。

改良后的木材仍然不是很透光——當(dāng)PEG是固態(tài)時(shí)，該材料會(huì)產(chǎn)生一種類似于磨砂玻璃的白色物質(zhì)。但研究人員相信，這些問(wèn)題可通過(guò)調(diào)整化學(xué)成分或利用不同種類的木材來(lái)克服。