本刊綜合

144.79米！我國(guó)獲青藏高原湖泊最長(zhǎng)巖芯

8月3日，中科院青藏高原所湖泊與環(huán)境變化團(tuán)隊(duì)首次在青藏高原納木錯(cuò)中心湖區(qū)近百米水下成功獲取144.79米巖芯，鉆探深度達(dá)153.44米，超過(guò)此前我國(guó)高原湖泊的最大鉆探深度（114.9米），此次鉆取的巖芯有望重建近15萬(wàn)年連續(xù)氣候環(huán)境記錄。

中科院青藏高原所湖泊與環(huán)境變化團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人朱立平研究員表示，本次144.79米巖芯的成功獲取，為實(shí)施國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃（ICDP）積累了成功經(jīng)驗(yàn)，不僅從技術(shù)上提高了鉆探水平，為今后高水平研究奠定了基礎(chǔ)，還提高了我國(guó)科學(xué)家在合作項(xiàng)目中的話語(yǔ)權(quán)。

新型海水淡化吸附劑面世

海水咸水脫鹽是解決水資源短缺問(wèn)題的一種重要手段，但現(xiàn)有的利用吸附劑脫鹽方法存在二次污染或能耗較高的問(wèn)題。8月10日，在《自然·可持續(xù)發(fā)展》發(fā)表的一項(xiàng)成果，將為未來(lái)開(kāi)發(fā)低能耗的海水淡化技術(shù)提供一種新思路。

該成果由廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院副教授區(qū)然雯與澳大利亞莫納什大學(xué)教授王煥庭合作研發(fā)，它是一種既高效又低能耗的吸附劑，借由光亮的調(diào)節(jié)，不僅可以快速吸附水中的鹽離子獲得淡水，還能實(shí)現(xiàn)吸附劑循環(huán)使用。

數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)使用反滲透膜法對(duì)2233毫克/升濃度的淡鹽水進(jìn)行脫鹽時(shí)，淡水獲得率為70%，每噸水需耗電0.38千瓦·時(shí) 。而使用這款新型吸附劑對(duì)同等濃度的淡鹽水進(jìn)行脫鹽時(shí)，淡水獲得率為88%，制備每噸淡水耗電0.11千瓦·時(shí)。

“三高”新型金屬間化合物材料問(wèn)世

近日，香港城市大學(xué)博士后楊濤、趙怡潞等在中國(guó)工程院外籍院士劉錦川的指導(dǎo)下，基于“晶界納米無(wú)序化”的設(shè)計(jì)思路，開(kāi)發(fā)出一種高強(qiáng)度、高塑性、高熱穩(wěn)定性的新型金屬間化合物材料，相關(guān)研究在《科學(xué)》上發(fā)表。這種新型的合金設(shè)計(jì)策略有望創(chuàng)造更加優(yōu)異的綜合性能，在航空航天、汽車、核能、化學(xué)工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

研究人員協(xié)同調(diào)節(jié)大塊有序合金的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特征，從而實(shí)現(xiàn)卓越的機(jī)械性能和特殊的熱穩(wěn)定性。在電弧熔煉和熱機(jī)械加工時(shí)，他們?cè)诤辖鹬屑尤肷倭康呐穑_(kāi)發(fā)出由無(wú)序界面納米層組成的“晶界納米無(wú)序?qū)印卑行虺Ц窬Я５膹?fù)合結(jié)構(gòu)。這大大提高了材料的延展性，并有助于大幅降低高溫條件下的晶粒粗化。

無(wú)人駕駛設(shè)備駛?cè)朕r(nóng)田

人們談?wù)撈馃o(wú)人駕駛，常常向往未來(lái)城市交通的無(wú)人化。然而，無(wú)人駕駛設(shè)備也在改變農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)形態(tài)。廣州極飛科技有限公司日前發(fā)布了面向智慧農(nóng)業(yè)的、可量產(chǎn)的農(nóng)業(yè)無(wú)人車平臺(tái)——極飛R150 農(nóng)業(yè)無(wú)人車，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的無(wú)人化推上新臺(tái)階。該無(wú)人車目前已駛?cè)胄陆?、陜西、山東等地的田間地頭。

R150農(nóng)業(yè)無(wú)人車能做到智能精準(zhǔn)控制與自主行駛，多種作業(yè)模式和擴(kuò)展?jié)摿ψ屗筛鶕?jù)不同農(nóng)事需求，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)植保、農(nóng)資運(yùn)輸、防疫消殺等多種無(wú)人化作業(yè)。R150農(nóng)業(yè)無(wú)人車操作簡(jiǎn)單易上手，用戶可在手機(jī)App上自動(dòng)生成作業(yè)路徑，讓無(wú)人車進(jìn)行自主作業(yè)。除了手機(jī)App，隨車配備的單手操縱桿也能輕松操控。

國(guó)產(chǎn)大型水陸兩棲飛機(jī)AG600海上首飛

7月26日，國(guó)產(chǎn)大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600在山東青島團(tuán)島附近海域成功實(shí)現(xiàn)海上首飛。這是AG600飛機(jī)繼2017年陸上首飛、2018年水上首飛之后的又一里程碑事件，也為下一步進(jìn)行海上科研試飛及飛機(jī)相關(guān)性能驗(yàn)證奠定了基礎(chǔ)。

與內(nèi)陸水面相比，海上起降環(huán)境更為復(fù)雜多變，飛機(jī)既要克服高鹽度潮濕環(huán)境，還要應(yīng)對(duì)水體密度差異、海面波濤浪涌等新情況。此次海上首飛試驗(yàn)，全面探索了海上試飛技術(shù)和試飛方法、檢驗(yàn)飛機(jī)水動(dòng)性能和水面操控特性、檢查了飛機(jī)各系統(tǒng)在海洋環(huán)境中的工作情況，并收集海上飛行數(shù)據(jù)，以支撐后續(xù)相關(guān)工作。

“鯤龍”AG600是我國(guó)研制的可用于森林滅火、水上/海上救援的大型水陸兩棲飛機(jī)，具有速度快、機(jī)動(dòng)性好、搜索范圍廣、搜索效率高、安全性高、裝載量大等特點(diǎn)。

太陽(yáng)能無(wú)人艇成功穿越臺(tái)風(fēng)眼

中科院大氣物理研究所8月4日發(fā)布消息稱，由其研發(fā)的半潛式太陽(yáng)能氣象探測(cè)無(wú)人艇于8月1日上午成功穿過(guò)2020年三號(hào)臺(tái)風(fēng)“森拉克”中心，成為臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)的“哨兵”。

這艘名為“海洋氣象觀測(cè)者-3（MWO-3）”的無(wú)人艇，獲取了臺(tái)風(fēng)發(fā)展過(guò)程中高時(shí)間分辨率洋面氣象及海洋要素的詳細(xì)數(shù)據(jù)，為臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)、預(yù)警和研究提供了傳統(tǒng)觀測(cè)手段無(wú)法提供的數(shù)據(jù)支撐。這也是國(guó)際上首次利用太陽(yáng)能無(wú)人艇主動(dòng)接近探測(cè)到臺(tái)風(fēng)中心。

無(wú)人艇實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)探測(cè)，穿越臺(tái)風(fēng)眼，能夠?yàn)榕_(tái)風(fēng)、熱帶低壓和大霧等洋面天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí)可服務(wù)國(guó)家“一帶一路”建設(shè)，豐富海上氣象探測(cè)資料，為全球氣象海洋數(shù)值模式提供寶貴的實(shí)測(cè)資料。

新技術(shù)可提升建筑物抗爆能力

近日，中國(guó)石化青島安全工程研究院自主研發(fā)的基于抗爆涂層的既有建筑物抗爆能力提升技術(shù)通過(guò)了專業(yè)機(jī)構(gòu)鑒定，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，應(yīng)用于石化建筑抗爆的彈性體材料力學(xué)性能指標(biāo)超過(guò)國(guó)際同類產(chǎn)品水平。

中國(guó)石化首個(gè)控制室抗爆改造工程“金陵石化控制室抗爆能力提升改造”項(xiàng)目已于今年7月順利完工，分別采用外墻“內(nèi)側(cè)抗爆涂層”和“抗爆板+抗爆涂層”兩種不同的改造提升方案，對(duì)兩座控制室進(jìn)行了不停工改造。改造后的控制室可分別承受75kPa和61kPa以上的爆炸載荷，為石化企業(yè)或其他需要進(jìn)行抗爆能力提升的建筑物，提供了一種全新的解決方案，可以有效減輕爆炸事故的影響，減少人員傷亡，降低事故帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境破壞程度，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

新型探針問(wèn)世

測(cè)量原子力有了納米“觸角”

近日，浙江大學(xué)胡歡研究員團(tuán)隊(duì)、美國(guó)IBM沃森研究中心以及東華大學(xué)彭倚天教授團(tuán)隊(duì)合作發(fā)明出一種新型納米球探針技術(shù)，可以精準(zhǔn)測(cè)量納米到微米尺度范圍的界面，填補(bǔ)了該尺度空缺，解決了納米摩擦學(xué)領(lǐng)域的重要技術(shù)瓶頸。

研究組通過(guò)聚焦離子刻蝕在普通原子力顯微鏡探針上雕刻出一個(gè)平臺(tái)，在平臺(tái)上精準(zhǔn)定位后注入高能氦離子束，使得單晶硅隆起，實(shí)現(xiàn)了一種穩(wěn)定可靠的納米球探針技術(shù)制造工藝，制成了具有高分辨率、高準(zhǔn)確性、耐高溫的球形探針，針尖的直徑可在100納米到1微米之間精確調(diào)控。

該技術(shù)有利于促進(jìn)納米摩擦學(xué)、生物材料的測(cè)試和研發(fā)，對(duì)材料學(xué)、摩擦學(xué)、生物醫(yī)學(xué)都會(huì)起到很好的推動(dòng)作用。

太空垃圾激光測(cè)距顯“神通”

地球軌道上的太空垃圾越來(lái)越多，對(duì)有源衛(wèi)星構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。據(jù)英國(guó)《自然·通訊》雜志近日發(fā)表的一項(xiàng)物理學(xué)研究，歐洲科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)將望遠(yuǎn)鏡、探測(cè)器、濾光片相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在白晝對(duì)太空垃圾進(jìn)行激光測(cè)距。這一最新成果極大增加了該技術(shù)的使用時(shí)長(zhǎng)，提高了地球軌道上衛(wèi)星和太空站的操作安全性。

奧地利科學(xué)院太空研究所的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示了白晝對(duì)太空垃圾激光測(cè)距是可行的，而且能增加所有衛(wèi)星激光測(cè)距站的潛在觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)。研究人員指出，奧地利格拉茨的太空激光測(cè)距站的觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)可以依季節(jié)從每天6小時(shí)增加至22小時(shí)。

人類早期抵達(dá)北美洲的證據(jù)終于出現(xiàn)

英國(guó)《自然》雜志近日發(fā)表的考古研究發(fā)現(xiàn)，人類早在3萬(wàn)年前就在北美洲居住了。最新的兩項(xiàng)研究表明美洲的人類歷史比之前認(rèn)為的更悠久。

墨西哥薩卡特卡斯州自治大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)描述了墨西哥中部薩卡特卡斯洞穴的發(fā)掘成果，包括石制工具、植物化石和環(huán)境DNA。通過(guò)結(jié)合測(cè)年證據(jù)，他們的研究顯示這個(gè)高海拔洞穴在3萬(wàn)年前至1.3萬(wàn)年前曾被人類占領(lǐng)。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用對(duì)北美洲和白令陸橋（歷史上連接俄羅斯和美洲的區(qū)域）42處考古遺址的放射性碳和釋光年代測(cè)定，來(lái)確定人類遷徙的模式。他們建立的一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型揭示了前克洛維斯人群存在的強(qiáng)烈信號(hào)，至少可追溯至末次冰盛期（約2.6萬(wàn)至1.9萬(wàn)年前）和緊隨其后的時(shí)期。

這兩項(xiàng)研究認(rèn)為，北美洲開(kāi)始有少量人類居住的時(shí)期，比之前認(rèn)為的早得多——可能在末次冰盛期之前。

火星上的巨型沙丘在移動(dòng)

近日，研究人員首次發(fā)現(xiàn)火星沙粒的大波浪遷移。這一發(fā)現(xiàn)打破了人們長(zhǎng)期以來(lái)的看法，即這些巨型沙丘自數(shù)十萬(wàn)年前形成以來(lái)就沒(méi)有移動(dòng)過(guò)。這也是這顆紅色星球上的風(fēng)力強(qiáng)于預(yù)期的證據(jù)。

利用美國(guó)國(guó)家航空航天局火星勘測(cè)軌道飛行器拍攝到的圖像，研究人員發(fā)現(xiàn)一些巨型沙丘確實(shí)在緩慢移動(dòng)。

研究人員計(jì)劃將對(duì)遷移巨型沙丘的研究擴(kuò)大到整個(gè)火星。他們認(rèn)為，移動(dòng)中的巨型沙丘是有風(fēng)條件的信號(hào)，這可能會(huì)引發(fā)沙塵暴。空氣中的灰塵會(huì)覆蓋太陽(yáng)能電池板，降低其效率，還會(huì)附在齒輪等機(jī)械部件上。這對(duì)火星“漫游者”和人類棲息地來(lái)說(shuō)都是壞消息。

“智能磚”有望成多用途建筑材料

英國(guó)《自然·通訊》雜志近日發(fā)表一項(xiàng)研究，美國(guó)科學(xué)家通過(guò)氣相沉積技術(shù)，讓人們最熟悉的傳統(tǒng)燒結(jié)磚“變身”超級(jí)電容，成為一種全新儲(chǔ)能單元。這些“智能磚”在充電后，可以像電池一樣儲(chǔ)存電能，隨時(shí)為其他裝置供電。這一成果被認(rèn)為是多用途增值建筑材料領(lǐng)域邁出的重要一步。

美國(guó)圣路易斯華盛頓大學(xué)研究人員朱利奧·達(dá)西及其同事，利用磚的多孔結(jié)構(gòu)，使用氣相沉積技術(shù)為整塊磚添加了一層名為PEDOT的導(dǎo)電聚合物，讓紅磚“變身”為一種超級(jí)電容器儲(chǔ)能裝置。

根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的計(jì)算，這些儲(chǔ)能磚砌成的墻將能儲(chǔ)存大量電能。這項(xiàng)工作或能為開(kāi)發(fā)具有儲(chǔ)電功能的多用途增值建筑材料帶來(lái)啟示。

海鳥(niǎo)糞石價(jià)抵萬(wàn)金

8月6日發(fā)表在《生態(tài)與進(jìn)化趨勢(shì)》雜志上的一篇論文稱，鳥(niǎo)糞石（鳥(niǎo)兒的糞便）對(duì)沿海和海洋生態(tài)系統(tǒng)具有重要貢獻(xiàn)，每年價(jià)值可能超過(guò)4.7億美元。

研究人員稱，鳥(niǎo)糞是一種商品，可以用它的市場(chǎng)價(jià)格來(lái)估計(jì)每年海鳥(niǎo)生產(chǎn)的鳥(niǎo)糞的附加值。對(duì)于不能生產(chǎn)可商品化鳥(niǎo)糞的物種，研究人員通過(guò)將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)替換為無(wú)機(jī)形式，估算了每年在其種群中沉積的氮和磷的價(jià)值。結(jié)果是驚人的：如果把養(yǎng)分沉積和可商品化的鳥(niǎo)糞結(jié)合起來(lái)，估計(jì)每年價(jià)值約為4.74億美元。

鳥(niǎo)糞儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)也很重要，比如鳥(niǎo)糞的存在可以使珊瑚礁魚(yú)類生物量增加48%。“保守估計(jì)，10%的珊瑚礁魚(yú)類依靠海鳥(niǎo)生產(chǎn)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生活?！毖芯咳藛T說(shuō)。

“根據(jù)聯(lián)合國(guó)和澳大利亞政府的數(shù)據(jù)，珊瑚礁上的商業(yè)漁業(yè)每年的經(jīng)濟(jì)收益超過(guò)60億美元?！彼?，研究人員估計(jì)，海鳥(niǎo)糞肥所帶來(lái)的間接經(jīng)濟(jì)效益至少有6億美元。

“長(zhǎng)脖子海怪”身世確定

近日，古生物學(xué)家在《當(dāng)代生物學(xué)》發(fā)表文章，指出100多年前就被人們找到的“長(zhǎng)脖子海怪”化石標(biāo)本，其實(shí)是長(zhǎng)頸龍屬的兩個(gè)不同種。

長(zhǎng)頸龍的脖子幾乎不彎曲，且長(zhǎng)度可達(dá)軀干的3倍。人們?cè)缦劝l(fā)現(xiàn)的化石中，有的標(biāo)本長(zhǎng)達(dá)6米，有的則長(zhǎng)約1.5米。在新發(fā)表的研究中，科學(xué)家指出化石標(biāo)本中的兩種長(zhǎng)頸龍即便體形類似、生活在相同水域，但種種跡象表明，它們以不同獵物為食，彼此間獨(dú)立存在。

研究團(tuán)隊(duì)從一系列標(biāo)本中重新找出一些被壓扁的頭骨進(jìn)行檢查。通過(guò)CT掃描和數(shù)字定位，科學(xué)家對(duì)頭骨進(jìn)行重建，并找到了關(guān)鍵解剖細(xì)節(jié)，確認(rèn)了大小兩種尺寸的化石來(lái)自兩種不同的長(zhǎng)頸龍。兩種長(zhǎng)頸龍?jiān)谙嗤蛑猩?，但體形較大者以魚(yú)類、魷魚(yú)等頭足類動(dòng)物為食，較小者則以蝦等無(wú)脊椎動(dòng)物為食。

人工智能利用時(shí)間數(shù)據(jù)3D成像

日前，一個(gè)科學(xué)家小組獲得了一種新的攝影技巧：通過(guò)測(cè)定光線反射回一個(gè)簡(jiǎn)單探測(cè)器的時(shí)間，他們巧妙獲得了一個(gè)場(chǎng)景的三維圖像。這項(xiàng)被稱為“時(shí)間成像”的新技術(shù)展示了人工智能解決難題的能力。

英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的研究人員使用了一種叫作神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)程序，訓(xùn)練其檢測(cè)輸入和輸出之間的微妙關(guān)聯(lián)。研究人員利用閃光和探測(cè)器記錄一兩個(gè)人在一個(gè)固定的、不對(duì)稱的背景場(chǎng)景中移動(dòng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)，使用一個(gè)飛行時(shí)間攝像機(jī)記錄場(chǎng)景真實(shí)的三維圖像。

與普通成像相比，時(shí)空成像系統(tǒng)具有一定優(yōu)勢(shì)。例如，新系統(tǒng)的速度可以非?？欤锌赡芤悦棵?000幀的速度工作，這種粗糙但快速的3D成像應(yīng)用廣泛，價(jià)格便宜。

海底微生物存活逾億年

在海底能量貧乏的深海沉積物中，有的微生物群落維持了長(zhǎng)達(dá)1.015億年的代謝潛力。日本國(guó)立海洋研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)的研究人員分析了從南太平洋環(huán)流區(qū)的深海平原74.5米以下收集的沉積物樣本（大約在海平面以下3700～5700米）。這些沉積層是在1.015億年前到1300萬(wàn)年前沉積下來(lái)的，包含有限的有機(jī)物（比如碳）和氧。

研究人員進(jìn)行了孵化實(shí)驗(yàn)：采用以同位素標(biāo)記的碳和氮基質(zhì)作為生物活動(dòng)示蹤劑，檢驗(yàn)1.015億年前到1300萬(wàn)年前樣本中的細(xì)胞是否能夠以氮基質(zhì)為食、正常分裂，從而存活下來(lái)。他們發(fā)現(xiàn)，某些微生物對(duì)孵化條件反應(yīng)迅速，在68天的孵化期內(nèi)，其數(shù)量增加了逾4個(gè)數(shù)量級(jí)。

專家指出，海底滲透性的降低和沉積物層的厚度似乎會(huì)阻止微生物在各層之間移動(dòng)，海底下面沉積物中的微生物群落可以至少保持代謝活躍狀態(tài)長(zhǎng)達(dá)1.015億年。