科技短波

“萬里黃河第一隧”首條公交線路開通

10月29日，隨著濟南公交集團一輛K260路公交車從濟南黃河濟濼路隧道穿過黃河，“萬里黃河第一隧”首條公交線路正式開通。

多年來，黃河一直是制約濟南城市發展的一道天塹。作為山東省新舊動能轉換標志性工程之一，今年9月底，濟南黃河濟濼路隧道正式通車，成為我國首條穿越地上懸河的盾構隧道。這條隧道項目全長4760米，設計為雙管雙層。

濟南公交集團介紹，此次開通的“萬里黃河第一隧”首條公交線路途經20處公交站點，單程里程約20公里。

首臺國產雪蠟車交付使用

在北京冬奧會開幕倒計時100天之際，國內首臺具有完整自主知識產權的雪蠟車交付使用。

據介紹，該雪蠟車由多家山東企業與科研院所聯合研發、生產，車輛廂體全部展開后的有效使用面積約92.5平方米，內設6個帶有通風裝置的雪板打蠟臺，以及雪板雪蠟存放區、休息區、運動員熱身區等設施，為打蠟師和運動員提供便捷式服務。

全球最大噸位上回轉塔機常德下線

歷時18個月的科研攻關，由中交二航局和中聯重科共同研發的全球最大上回轉塔機W12000-450，于10月25日在湖南常德下線。

據悉，W12000-450塔機最大臂長75米，最大獨立起升高度92.5米，最大附著起升高度可達371.8米，是塔機制造史上一個重要的里程碑。

該塔機最大起重力矩達12500噸米，最大起重量為450噸，相當于能同時吊起300臺小汽車，主要為世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋——常泰長江大橋，世界最大跨度三塔斜拉橋——安徽巢馬長江公鐵大橋等世界級工程量身定制，必將成為助推世界開一流品質工程建設的國之重器。

科學家3D打印出

高強度高塑性鈦合金

中國工程院外籍院士、香港城市大學教授劉錦川團隊創造性地提出了一種3D打印策略，通過調控熔池中不同粉末的混合程度，研發出一種高強度、高塑性的鈦合金。相關研究成果日前發表于《科學》。

通過早前的計算模擬研究，研究人員發現，一定程度上的成分不均勻性有助于制造出獨特的異構微觀結構，從而提升材料的力學性能。因此，他們認為材料的成分不均勻性可以被積極利用，并成為有效的合金設計方法。

研究人員嘗試在3D打印過程中將兩種常見合金粉末（包括不銹鋼粉末）進行混合打印。通過精心選擇的粉末種類以及特殊的打印參數，他們實現了可調控的微米級成分梯度。

劉錦川表示，這種微米級成分梯度不僅帶來了相穩定性以及微觀組織在空間上的調制，還提高了鈦合金的力學性能，使其成為目前3D打印鈦合金中所能實現的最小晶粒尺寸之一。

湖南發現4700年前木結構建筑遺跡

日前，“考古中國”重大研究項目——長江中游文明進程研究的重點課題“雞叫城遺址考古發掘”專家現場會在湖南澧縣舉行。會上，專家宣布發現一處主體部分至少330平方米、加南廊至少500平方米的木結構房子。這是目前考古發現的中國最早最完整的大型木結構建筑基礎，距今4700年左右。

雞叫城遺址位于澧縣涔南鎮雞叫城村，被發現于1978年，是一處新石器時代城址。考古研究人員對遺址分東、西、南3個區進行了發掘，發掘面積722平方米，揭示出了壕溝、木構建筑、臺基等一批重要遺跡，其中木構建筑以63號房址規模最大、保存最好。據現場發掘情況，其單層面積至少有330平方米，加上行廊至少有500平方米。據測算，這棟距今約4700年的大院，主體建筑開間在4間以上，除西室外其余開間前后兩進。

專家認為，此次發掘的木構建筑遺存，是新石器時代考古的重要發現，其工藝與式樣豐富了史前中國的建筑歷史。

我國發現地球已知最早苔蘚蟲化石

10月27日，《自然》雜志以長文形式刊發了西北大學早期生命研究團隊張志飛教授指導的博士生張志亮等人的最新研究成果——《化石證據揭示苔蘚動物門的寒武紀起源》，宣告在陜南鎮巴縣發現了地球上已知最早的苔蘚動物（苔蘚蟲）化石。

西北大學研究團隊在陜南鎮巴縣小洋壩剖面燈影組西蒿坪段的生物碎屑灰巖中，通過酸蝕處理實驗，發現了毫米級的微體化石。研究團隊認為，這些微體化石是地球上最早的苔蘚動物化石，揭示了這一門類的寒武紀起源。經過52個特征、18個類群和2個外群的貝葉斯和最大簡約法分支系統學分析，表明寒武紀的苔蘚蟲化石Protomelission為苔蘚動物的基干類群，代表最原始的祖先類型。這一發現，將苔蘚動物的起源向前推進了至少5000萬年。

科學家首次實現

六維光信息復用技術

來自暨南大學、上海理工大學等機構的聯合團隊以光為載體實現了大容量信息復用技術，有望為下一代高密度光存儲技術提供新思路。10月14日，最新研究成果在線發表于《自然·光子學》。

研究人員首次揭示顆粒產生依賴于拓撲荷的吸收差異從而形成螺旋二色性的新物理現象。他們結合研究團隊學科交叉優勢，率先實現了世界首例六維光信息復用技術。研究結果表明，作為一個理論上具有無限自由度的物理維度，OAM復用在納米尺度光信息編碼和調控等領域具有重要作用。

該研究為開發光的OAM維度以控制光與物質的相互作用開辟了新途徑，其機制也可應用至其他相關光學系統。

新材料保障信息安全潛力大

近日，中國科學院院士、西北工業大學教授黃維，南京工業大學教授安眾福與新加坡國立大學教授劉小鋼合作，在有機室溫磷光領域再次取得突破。他們創造性地提出了“發色團限域”策略，構筑了新型離子晶體磷光材料，實現了長壽命、高效率的藍色室溫磷光，展現了該類材料在信息安全、余輝顯示等領域的巨大應用潛力。相關成果近日在線發表在《自然·材料》上。

目前，各種各樣藍光材料被廣泛研究開發，但是純有機室溫磷光性能提升遇到瓶頸。針對這一世界性難題，黃維院士團隊創造性地提出了“發色團限域”策略，成功構筑了具有分子態高效室溫磷光的有機離子晶體材料，通過調節抗衡離子和發色團單元，實現了高達96.5%的藍色室溫磷光，同時進一步驗證了該設計策略的普適性，有望實現材料在防偽、指紋識別等安全領域的多功能應用。

蝸牛黏液促進皮膚傷口愈合

用蝸牛美容已經在一些國家流行了很長時間，方法是讓蝸牛在臉上爬行，通過其分泌的黏液來美白和保養皮膚。但這樣做的效果并不顯著，原因可能是蝸牛的種類不同，分泌的黏液中的有效美容成分不充足。

不少研究人員對蝸牛黏液進行了成分研究和分析，發現其中含有尿囊素和乙醇酸，正是這些成分能起到美容作用，因為尿囊素有加速細胞生長、促進傷口愈合的作用，乙醇酸也有去除皮膚角質的功能，能讓皮膚變得更為細嫩。

據國外媒體報道，最近，意大利巴里大學的研究人員首次使用來自花園蝸牛的黏液誘導形成適用于生物醫學應用的環保金納米粒子。主要成分肽和氨基酸更能發揮作用，在體外測試中能夠保護人的皮膚細胞，促進皮膚傷口的愈合，有利于對抗炎癥。

高空氣球打造新型天文望遠鏡

據報道，由英國杜倫大學、加拿大多倫多大學和美國普林斯頓大學等組成的國際合作組織，建造了一臺名為SuperBIT的新型天文望遠鏡，它由一個足球場大小的氦氣球運載，在40千米的高空運行。

目前，SuperBIT還處于最后的測試階段中，用于科學觀測的首飛預計安排在2022年4月。乘著穩定的季風，它將環繞地球數周——夜間觀測天空進行成像，白天則使用太陽能電池板為電池充電。

如果項目進展順利，未來SuperBIT還將換用口徑達1.5米的望遠鏡（氣球最大能承載口徑約2米的望遠鏡），帶來關于暗物質在星系團和整個宇宙中的大尺度分布信息。

水凝膠藥片能快速凈化污水

據國外媒體報道，美國得克薩斯大學奧斯汀分校科學家發明了一種水凝膠片，可以迅速凈化被污染的水，一粒藥片可以消毒1千克水，使其適合在1小時內或者更短時間內飲用。

這種特殊的水凝膠產生雙氧水用于中和細菌，凈水效率超過99.999%，雙氧水與活性炭顆粒一起作用，攻擊細菌的基本細胞成分，擾亂細菌的新陳代謝。其獨特之處在于整個過程不需要輸入能量，也不會產生對人體有害的副產品，而且水凝膠很容易移除，不會留下任何殘留物。

檢測癌癥 狗鼻強于電子鼻

人的嗅覺細胞有500萬個左右，而狗的嗅覺細胞為1.25億至2億個，從量級上看，狗的嗅覺約是人的40倍。由于前列腺癌可以釋放一種揮發性有機化合物（VOC）到尿液中，因而狗可以嗅聞這種化合物來幫助診斷癌癥。人類發明的人工傳感設備電子鼻也可檢測前列腺癌。

意大利米蘭理工大學的研究人員比較研究了兩者檢測癌癥的準確性。參與研究的志愿者有126名，分為前列腺癌組（66人）和對照組（60人）。研究采用了2只訓練有素、曾進行過爆炸物檢測的德國牧羊犬，比較其與電子鼻嗅聞癌癥的準確性。

結果顯示，2只德國牧羊犬能夠嗅聞出研究對象尿液中的前列腺特異性VOC準確率高達98%，電子鼻嗅聞前列腺癌的準確率為84%。

新型口罩自動調節透氣性

最近，韓國的一個科學家團隊研制出一種口罩，采用彈性體納米纖維材料，兩側一邊一個多孔過濾膜。這種試驗性新口罩在不需要最大空氣過濾時，可以自動使呼吸變得容易。

設計的裝置內含空氣探測器、氣泵和微控制器芯片。這一裝置與外部計算機實行無線連接。當傳感器探測到空氣中有害顆粒濃度很高，口罩使用者的呼吸速率相對正常時，計算機就會把泵激活。這將會使得拉伸環充氣變“胖”，讓膜的空隙處于最小狀態，提供最高程度的過濾。

如果傳感器探測到清潔空氣，如進行相對安全的戶外活動，計算機會提示拉伸環放氣變瘦，使膜伸展，孔徑增加，方便人更容易呼吸。

更為重要的是，對志愿者進行的試驗顯示，即使孔隙大到足以明顯改善口罩的透氣性，其空氣過濾效率也只下降6%。

鋰硫電池摻糖更穩定

鋰硫電池是一種最有潛力的下一代電池。它的儲能能力比目前鋰離子電池提高了4倍。

長期以來，鋰硫電池的穩定性一直無法解決。當電池充電時，正硫電極會膨脹和收縮，受到很大壓力從而損壞電極結構。同時，負極受到硫化物污染。

據國外媒體報道，澳大利亞科學家為這種有希望的結構提出一種新的設計——添加糖來處理固有的穩定問題。研究小組推出一種以糖為基礎的添加劑，置入電極網狀結構，幫助調節惱人的多硫化物行為。測試發現，這一方法使電池具有至少1000次的充放電壽命。

研究人員稱，生產這種電池不需要奇異、有毒或貴重的材料。他們相信，這一新研究將使鋰硫電池向實際應用邁出關鍵一步。

人工分子機器實現主動吸附

日前，由美國西北大學化學家領導的研究小組在表面科學方面取得突破，開發出一種名為機械吸附的新吸附機制。研究表明，人工分子機器可實現主動吸附。新研究展示了如何將人工分子機器（完全合成的分子部件，可以產生類似機器的運動）嫁接到表面上，以將環狀分子高濃度聚集到表面，存儲大量能量。這一技術在催化劑、能量儲存和環境修復等方面至關重要。

這項技術為廢物和污染物的隔離、貴金屬的回收、多相催化、多種形式的化學和生物分析與分離科學，以及許多其他技術提供了基礎，也為氫、二氧化碳和甲烷等氣體的儲存打開新局面。

“人工視覺腦”植入助盲人重現視覺

據最新一期《臨床研究》期刊發表的研究摘要，美國和西班牙研究人員使用硬連線的假體成功地為一位失明16年的盲人女性創造了一種“人工視覺腦”，使其能夠看到字母、辨別物體的邊緣，甚至可以在實驗中玩簡單的電子游戲。

研究表明，測試對象被植入了6個月的植入物，她的大腦活動沒有受到干擾，也沒有引發其他并發癥。該研究進一步推動了科學家的一個長期夢想，即通過將信息直接發送到大腦的視覺皮層，讓盲人獲得基本視覺。

熒光染料混合物可保存數據數千年

在數字時代，每個字節的數據都需要到達指定位置，最好還能長期保存。但后者在現階段仍是一個難題，因為數據存儲系統保存時間通常不到20年。美國哈佛大學化學家正試圖通過一種類似于微小墨水滴的創新來解決這個難題。在《美國化學會中心科學》近日發表的論文中，研究人員描述了一種新的存儲方法，使用7種市售熒光染料的混合物來保存數據文件。

該染料由噴墨打印并用顯微鏡讀取，顯微鏡可以檢測每種染料發出的不同波長的光。然后，研究人員將分子中的二進制信息解碼成文件、書籍、照片、視頻或其他任何可以數字存儲的東西。理論上，這種新方法可將數據保存數千年或更久。