科技短波

高海拔宇宙線觀測站科學觀測啟動

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

“宇宙線來自哪里，它們是如何被加速到如此之高的能量，一直是困擾科學家的問題。”高海拔宇宙線觀測站項目首席科學家曹臻說，超新星爆發、黑洞爆發、巨大星系之間的碰撞等，到底誰才是宇宙線真正的來源，還需要繼續尋找證據，高海拔宇宙線觀測站項目正是瞄準這一重大科學問題而提出。

項目主體工程于2017年啟動，采用邊建設邊運行的模式。此次投入科學觀測的探測器包括由1800個探測器組成的、靈敏面積達22 500平方米的一號水切倫科夫探測器陣列，兩臺廣角切倫科夫望遠鏡，180臺電磁粒子探測器和80個繆子探測器。其中，一號水切倫科夫探測器陣列的巡天靈敏度比國際上最高靈敏度的同類裝置高出30%。LHAASO具有低閾能、大探測面積、大視場和全天候等優勢，全面建成后將是國際上宇宙線能譜和各向異性測量方面最靈敏的裝置。

科研人員和工人一起維護一號水池水切倫科夫探測器陣列探測設備（圖/新華社）

我國首次發現體內保存蛋殼的中生代鳥類化石

中科院古脊椎動物與古人類研究所周忠和、鄒晶梅、巴約勒團隊發現了世界范圍內首個腹腔內含有蛋殼的滅絕鳥類——反鳥類化石，為研究古鳥類的生殖繁育提供了新的信息，進而為探知早期鳥類的演化歷程提供了新的證據。

該標本發現于甘肅省玉門市，距今1.1億年的早白堊世下溝組的湖相沉積物中，是一個全新的屬種，被命名為施氏慈母鳥。標本保存在扁平的頁巖內，頭部雖然殘缺，但體腔內基本成型的蛋殼（包括表層膜、角質層等）卻被保存至今。

對化石標本的組織切片和掃描電鏡結果顯示，蛋殼異常纖薄，呈現了雙層的病態結構，這也是首次在反鳥蛋化石中發現雙殼，研究人員據此推測這只雌鳥在產卵時出現了現生爬行類所常見的“挾蛋癥”，即鳥蛋未能及時產出從而長時間停留在體腔內。

新型紅外隱身材料被發現

中科院蘇州納米所張學同研究員領導的科研團隊，最新發現了一種紅外隱身材料。這種新材料堅固、輕便、可折疊，可以在不需要額外能源的情況下躲過紅外探測儀的“法眼”。

自然界中的一切物體，都會輻射紅外線。物體輻射紅外線能力的大小，和其表面溫度直接相關。因此無論白天黑夜，紅外探測儀都可以測量到目標與背景間的輻射差，得到不同物體的紅外圖像。此次研究中，技術人員想要發明出一種可以適應不斷變化的溫度，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固但柔軟的納米纖維氣凝膠薄膜，這種薄膜具有優異的隔熱性能。將這種薄膜用相變材料聚乙二醇浸泡并進行防水處理，就得到一種輕薄、堅固、柔韌，但紅外隱身性能優異的復合新材料。

由于納米纖維氣凝膠薄膜本身是一種良好的絕熱材料，而聚乙二醇受熱時會儲存熱量并軟化，凝固時又釋放熱量后重新硬化，在模擬太陽光照下，覆蓋目標物的復合薄膜可以吸收熱量，達到抑制升溫的目的，使得目標物體對紅外探測儀“隱身”。當夜晚來臨，薄膜又能緩慢地釋放熱量，以匹配周圍環境。此外，選用合適厚度的氣凝膠薄膜覆蓋在發熱目標與相變復合薄膜之間，也能做到讓發熱物體“隱身”。

高分五號“解密”全球霾分布

近日，中科院空天信息研究院聯合載荷研制單位中科院安徽光機所等機構，基于高分五號衛星上搭載的多角度偏振相機（DPC），獲得了首幅全球3.3公里空間尺度的細粒子氣溶膠光學厚度（AODf）分布圖。這是國際上空間分辨率最高的AODf遙感觀測數據集，可反映大氣主要污染成分（細顆粒物等）空間信息、為“解密”全球霾分布提供關鍵基礎產品。

中科院空天信息研究院國家環境保護衛星遙感重點實驗室副主任李正強介紹，高分五號衛星獲得的AODf數據是目前全球空間分辨率最高的細粒子氣溶膠光學厚度衛星遙感產品，能夠更清晰地顯示出污染分布的局地細節特征，并可以在軌持續監測全球大氣細粒子氣溶膠含量變化，支持區域污染精細管控、重點城市污染傳輸通道監測、污染物溯源等需求。

DPC可為大氣污染狀況的全球覆蓋、快速監測提供空間觀測數據，所獲取的氣溶膠參數可用于監測大氣細顆粒污染物分布、來源、成分及傳輸信息等。全球范圍內215個地基站點的AODf同步驗證數據顯示，DPC衛星遙感結果與地基觀測具有較好的一致性。

植物細胞內存在“自殺神器”

近日，我國科學家在植物免疫研究領域取得歷史性的重大突破。研究首次發現植物細胞內存在一種“自殺神器”。它就是植物免疫關鍵因子——抗病蛋白組成的形似“風火輪”的抗病小體。研究成功解析了抗病小體的電鏡結構，從分子層面上揭示了抗病蛋白管控和激活的核心機制。

像動物一樣，植物在生長過程中也會不斷受到病毒、細菌、真菌、昆蟲的侵襲。經過漫長的進化，植物逐漸發展出一套復雜、精細的免疫系統，能夠對這些入侵奮起反抗。其中的關鍵角色——抗病蛋白，作為監控病蟲侵害的哨兵和動員植物防衛系統的指揮官，被發現至今已有二十多年，但人們仍然不清楚它們的工作原理。

如今，植物抗病的神奇過程獲得全面解析：被激活的抗病蛋白5個一組抱團形成抗病小體，作用于細胞膜后，引導受感染細胞“自殺”并與病菌同歸于盡，以保護其他健康細胞不受感染。

這一發現為更好地利用抗病蛋白提供了新的可能。“利用抗病蛋白，發展新的病蟲害防控手段，將大大減少化學農藥的施用。”中科院遺傳與發育生物學研究所李家洋院士說，抗病蛋白高分辨度結構和作用機制的解析，為設計抗廣譜、持久的新型抗病蛋白，發展綠色農業奠定了核心理論基礎。

兵馬俑涂鉻防銹可能是個“意外”

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

秦始皇兵馬俑遺址最早于20世紀70年代在西安發掘，迄今已出土了約2000件保護完好的陶俑、陶馬，所配兵器功能完好。此前有研究認為，這些兵器之所以得到了較好的保護，是因為秦代工匠在防銹處理中使用了鉻，讓兵器入土后能免于腐蝕。

秦始皇帝陵博物院、北京科技大學及英國劍橋大學等機構的研究人員分析了464件從遺址出土的兵器，只在37件中發現了鉻。他們認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%的兵器配件周圍檢測到了鉻，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現了鉻。

研究人員認為，出現這種分布是因為這些金屬部位更靠近處理木制元素的生漆，而木制部分已經受到了腐蝕。此外，他們還提出了其他可能對兵器有保護作用的因素，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？南京林業大學姚建峰教授團隊通過簡易方法將棉短絨制造為導電、熱可逆、耐低溫、可3D打印的水凝膠材料。

“傳統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。”姚建峰介紹，他們利用無機鹽溶液實現對棉短絨纖維素的高效溶解，形成機械性能穩定的水凝膠材料。這種水凝膠制造過程簡便，在室溫條件下就可獲得。

同時，無機鹽完全融入纖維素凝膠網絡，不僅不會產生廢料，還具有天然的導電和抗凍特性。因此，以棉花為原料制造的水凝膠成本低廉、過程環保，且對人體無害，具有良好的生物相容性。這種新型水凝膠可在電子器件、軟體機器人、藥物釋放、電子皮膚等領域大顯身手。

全球最大飛機首飛

當地時間4月13日，名為“斯特拉托”的巨型雙身飛機在美國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寶座。

“斯特拉托”機長73米，翼展117米，最大起飛重量590噸，最長飛行時間10小時，飛行半徑超過1800公里，動力由6臺普惠4056渦輪風扇發動機提供，最大載重接近230噸。其問世前霸占全球最大飛機寶座長達30年的烏克蘭安225運輸機，機長84米，翼展卻只有88.4米，較“斯特拉托”短了近30米。

“斯特拉托”由美國航天企業斯特拉托發射系統公司設計制造，2010年開始研制，2017年進入地面測試階段。“斯特拉托”是專用的空基運載火箭發射平臺，在其兩個機身中間的機翼下能夠掛載多枚運載火箭，飛到萬米高空發射。

月壤8厘米之下均勻分布著水

月球水的來源一直都是爭論不休的問題。日前，美國國家航空航天局（NASA）團隊報告稱，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釋放這些月球上的水。這一發現為人類未來研究這些水的演變及更好地利用月球水奠定了基礎。

研究團隊表示，NASA的月球大氣與粉塵環境探測器（LADEE）搭載的一個儀器，在月球大氣中檢測到了偶發卻含量異常高的水分，LADEE探測器在2013年10月至2014年4月之間一直繞月運行。

研究團隊發現，檢測到的水釋放時間點，大部分都與研究期間發生的29次隕石群撞擊時間重合。通過研究不同規模的隕石群所釋放的水量，團隊確定月壤最上層的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0.05%左右。根據研究人員的估算，隕石撞擊導致月球每年損失多達200噸的水。他們分析認為，被釋放出來的地下水源自月球形成初期。

9 0種兩棲動物滅絕或與壺菌病有關

一項最新研究顯示，90種兩棲動物的滅絕可能與一種致命真菌疾病有關。

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80年代首次出現以來，共導致500多種青蛙、蟾蜍和蠑螈的數量減少——幾乎占所有兩棲動物種類的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，并且比其他野生動物疾病，如殺死蝙蝠的白鼻綜合征還要嚴重。

研究發現，在經歷了衰退的物種中，只有12%顯示出恢復跡象。不過，微弱的希望正在顯現。受這種疾病影響的新物種數量有所下降。一些青蛙似乎對這種疾病產生了抵抗力，同時抗真菌治療在某些情況下已經顯示出效果。

心臟手術機器人會自主導航

美國科研人員日前發表報告說，他們研發出一種可以在心臟周圍自主導航的微型醫療機器人，能幫助外科醫生完成復雜的心臟手術。

研究顯示，在一個對動物實施的心臟瓣膜修復手術中，一個機器導管借助人工智能等技術，無需人工導引就精確找到了目標位置。隨后，心臟外科醫生遙控將滲漏處修復。美國波士頓兒童醫院兒科心臟生物工程主任皮埃爾·杜邦說，這是他所知的首個可在體內自主導航找到目標位置的醫療機器人，它在充滿血液的跳動心臟中抵達毫米級的目標，表現相當出色。

這個機器人裝有觸覺傳感器，頂端裝有微型相機，還可像昆蟲觸角或老鼠胡須一樣不斷“取樣”，可利用機器學習和圖像處理技術，在“陌生”的黑暗環境中識別所接觸的組織類型、所處位置，判斷行進方向。研究人員稱，這種機器人有助于緩解醫生疲勞，讓醫生把精力放在更復雜的手術操作上。

狗或能嗅出癲癇發作

最近，一項研究指出，狗或能鑒別與癲癇發作有關的一種特定人體氣味。這一初步研究結果表明，這種氣味特征有望將來用于癲癇發作的預測。

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性。然而，由于癲癇發作具有個體特異性和高度多樣性，氣味特征反映癲癇發作的可能性從未得到測試。

法國國家科學研究中心的研究人員讓經過訓練的3只母犬和2只公犬接觸了各種復雜氣味（呼吸和身體氣味），這些氣味分別采集自癲癇患者的發作期間、不發作期間以及運動鍛煉之后。每只狗都參與了9次實驗，每次實驗都會有7個罐頭，但只有1個罐頭裝有癲癇發作的氣味。這些狗識別陽性（敏感性）的能力范圍為67%～100%，正確識別陰性（特異性）的能力范圍為95%～100%。結果表明，雖然癲癇發作和個體氣味具有多樣性，但癲癇發作與特定氣味特征有關，這些氣味特征有望用來預測癲癇發作。

海洋漂浮物可“監聽”地震

地震學家通過將水聽器安裝在深海中的漂浮物上，探測發生在海底的地震，并利用這些信號窺探地球內部。

幫助開發這種“監聽”地震的漫游裝置（MERMAID）的普林斯頓大學地震學家Frederik Simons說，他設想在全球范圍內建立一支由成千上萬個此類漫游裝置組成的“艦隊”，這些裝置還可用來探測雨聲或鯨的叫聲，或者配備其他環境或生物傳感器。“我們的目標是探測所有的海洋。”

幾十年來，地質學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構，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。通過結合在不同地點檢測到的地震信息，研究人員可以繪制出這些結構的地圖。然而，上升羽流和海洋中其他巨型結構則更為神秘。原因很簡單：海底的地震儀要少得多。

MERMAID是一種廉價探測方法。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據所需的能量。每當MERMAID的水聽器接收到強烈的聲音脈沖，計算機就會評估這種壓力波是否可能來自海底震動。若是如此，MERMAID將在數小時內浮出水面，并通過衛星發送地震記錄。

到目前為止，MERMAID已經識別出258次地震，其中大約90%也被其他地震儀探測到。

透明木材可做窗戶

日前，瑞典瓦倫堡木材科學中心的研究人員通過從木材中去除一種名為木質素的結構成分，使光線能穿透木材。把木材變透明的過程也賦予了其保溫能力，而這可以幫助調節建筑物溫度。或許，透明木材有一天會取代窗戶上的玻璃。

該團隊將去木質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中。PEG被包裹在木板里使熱量很難通過，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，但在30℃時熔化，盡管其仍被鎖在木結構中。“我們試用過很多玻璃，但玻璃有一個缺點，即絕緣性能不好，導致大量的熱損失。”研究人員說，“木頭真的很神奇，其隔熱性能要優秀10倍，但缺點是不透光。”

雖然復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PEG是固態時，該材料會產生一種類似于磨砂玻璃的白色物質。但研究人員相信，這些問題可通過調整化學成分或利用不同種類的木材來克服。