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(jì)南公交集團(tuán)一輛K260路公交車從濟(jì)南黃河濟(jì)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(jì)南城市發(fā)展的一道天塹。作為山東省新舊動能轉(zhuǎn)換標(biāo)志性工程之一，今年9月底，濟(jì)南黃河濟(jì)濼路隧道正式通車，成為我國首條穿越地上懸河的盾構(gòu)隧道。這條隧道項目全長4760米，設(shè)計為雙管雙層。

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

首臺國產(chǎn)雪蠟車交付使用

在北京冬奧會開幕倒計時100天之際，國內(nèi)首臺具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的雪蠟車交付使用。

據(jù)介紹，該雪蠟車由多家山東企業(yè)與科研院所聯(lián)合研發(fā)、生產(chǎn)，車輛廂體全部展開后的有效使用面積約92.5平方米，內(nèi)設(shè)6個帶有通風(fēng)裝置的雪板打蠟臺，以及雪板雪蠟存放區(qū)、休息區(qū)、運動員熱身區(qū)等設(shè)施，為打蠟師和運動員提供便捷式服務(wù)。

全球最大噸位上回轉(zhuǎn)塔機(jī)常德下線

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

據(jù)悉，W12000-450塔機(jī)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(dá)371.8米，是塔機(jī)制造史上一個重要的里程碑。

該塔機(jī)最大起重力矩達(dá)12500噸米，最大起重量為450噸，相當(dāng)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(zhì)工程建設(shè)的國之重器。

科學(xué)家3D打印出

高強(qiáng)度高塑性鈦合金

中國工程院外籍院士、香港城市大學(xué)教授劉錦川團(tuán)隊創(chuàng)造性地提出了一種3D打印策略，通過調(diào)控熔池中不同粉末的混合程度，研發(fā)出一種高強(qiáng)度、高塑性的鈦合金。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《科學(xué)》。

通過早前的計算模擬研究，研究人員發(fā)現(xiàn)，一定程度上的成分不均勻性有助于制造出獨特的異構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)，從而提升材料的力學(xué)性能。因此，他們認(rèn)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(shè)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(jìn)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(shù)，他們實現(xiàn)了可調(diào)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(wěn)定性以及微觀組織在空間上的調(diào)制，還提高了鈦合金的力學(xué)性能，使其成為目前3D打印鈦合金中所能實現(xiàn)的最小晶粒尺寸之一。

湖南發(fā)現(xiàn)4700年前木結(jié)構(gòu)建筑遺跡

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

雞叫城遺址位于澧縣涔南鎮(zhèn)雞叫城村，被發(fā)現(xiàn)于1978年，是一處新石器時代城址?？脊叛芯咳藛T對遺址分東、西、南3個區(qū)進(jìn)行了發(fā)掘，發(fā)掘面積722平方米，揭示出了壕溝、木構(gòu)建筑、臺基等一批重要遺跡，其中木構(gòu)建筑以63號房址規(guī)模最大、保存最好。據(jù)現(xiàn)場發(fā)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(jù)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(jìn)。

專家認(rèn)為，此次發(fā)掘的木構(gòu)建筑遺存，是新石器時代考古的重要發(fā)現(xiàn)，其工藝與式樣豐富了史前中國的建筑歷史。

我國發(fā)現(xiàn)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(fā)了西北大學(xué)早期生命研究團(tuán)隊張志飛教授指導(dǎo)的博士生張志亮等人的最新研究成果——《化石證據(jù)揭示苔蘚動物門的寒武紀(jì)起源》，宣告在陜南鎮(zhèn)巴縣發(fā)現(xiàn)了地球上已知最早的苔蘚動物（苔蘚蟲）化石。

西北大學(xué)研究團(tuán)隊在陜南鎮(zhèn)巴縣小洋壩剖面燈影組西蒿坪段的生物碎屑灰?guī)r中，通過酸蝕處理實驗，發(fā)現(xiàn)了毫米級的微體化石。研究團(tuán)隊認(rèn)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(jì)起源。經(jīng)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(tǒng)學(xué)分析，表明寒武紀(jì)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(fā)現(xiàn)，將苔蘚動物的起源向前推進(jìn)了至少5000萬年。

科學(xué)家首次實現(xiàn)

六維光信息復(fù)用技術(shù)

來自暨南大學(xué)、上海理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)的聯(lián)合團(tuán)隊以光為載體實現(xiàn)了大容量信息復(fù)用技術(shù)，有望為下一代高密度光存儲技術(shù)提供新思路。10月14日，最新研究成果在線發(fā)表于《自然·光子學(xué)》。

研究人員首次揭示顆粒產(chǎn)生依賴于拓?fù)浜傻奈詹町悘亩纬陕菪缘男挛锢憩F(xiàn)象。他們結(jié)合研究團(tuán)隊學(xué)科交叉優(yōu)勢，率先實現(xiàn)了世界首例六維光信息復(fù)用技術(shù)。研究結(jié)果表明，作為一個理論上具有無限自由度的物理維度，OAM復(fù)用在納米尺度光信息編碼和調(diào)控等領(lǐng)域具有重要作用。

該研究為開發(fā)光的OAM維度以控制光與物質(zhì)的相互作用開辟了新途徑，其機(jī)制也可應(yīng)用至其他相關(guān)光學(xué)系統(tǒng)。

新材料保障信息安全潛力大

近日，中國科學(xué)院院士、西北工業(yè)大學(xué)教授黃維，南京工業(yè)大學(xué)教授安眾福與新加坡國立大學(xué)教授劉小鋼合作，在有機(jī)室溫磷光領(lǐng)域再次取得突破。他們創(chuàng)造性地提出了“發(fā)色團(tuán)限域”策略，構(gòu)筑了新型離子晶體磷光材料，實現(xiàn)了長壽命、高效率的藍(lán)色室溫磷光，展現(xiàn)了該類材料在信息安全、余輝顯示等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。相關(guān)成果近日在線發(fā)表在《自然·材料》上。

目前，各種各樣藍(lán)光材料被廣泛研究開發(fā)，但是純有機(jī)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(tuán)隊創(chuàng)造性地提出了“發(fā)色團(tuán)限域”策略，成功構(gòu)筑了具有分子態(tài)高效室溫磷光的有機(jī)離子晶體材料，通過調(diào)節(jié)抗衡離子和發(fā)色團(tuán)單元，實現(xiàn)了高達(dá)96.5%的藍(lán)色室溫磷光，同時進(jìn)一步驗證了該設(shè)計策略的普適性，有望實現(xiàn)材料在防偽、指紋識別等安全領(lǐng)域的多功能應(yīng)用。

蝸牛黏液促進(jìn)皮膚傷口愈合

用蝸牛美容已經(jīng)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(yǎng)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(jìn)行了成分研究和分析，發(fā)現(xiàn)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(xì)胞生長、促進(jìn)傷口愈合的作用，乙醇酸也有去除皮膚角質(zhì)的功能，能讓皮膚變得更為細(xì)嫩。

據(jù)國外媒體報道，最近，意大利巴里大學(xué)的研究人員首次使用來自花園蝸牛的黏液誘導(dǎo)形成適用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的環(huán)保金納米粒子。主要成分肽和氨基酸更能發(fā)揮作用，在體外測試中能夠保護(hù)人的皮膚細(xì)胞，促進(jìn)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(yuǎn)鏡

據(jù)報道，由英國杜倫大學(xué)、加拿大多倫多大學(xué)和美國普林斯頓大學(xué)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(yuǎn)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(xué)觀測的首飛預(yù)計安排在2022年4月。乘著穩(wěn)定的季風(fēng)，它將環(huán)繞地球數(shù)周——夜間觀測天空進(jìn)行成像，白天則使用太陽能電池板為電池充電。

如果項目進(jìn)展順利，未來SuperBIT還將換用口徑達(dá)1.5米的望遠(yuǎn)鏡（氣球最大能承載口徑約2米的望遠(yuǎn)鏡），帶來關(guān)于暗物質(zhì)在星系團(tuán)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(jù)國外媒體報道，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？茖W(xué)家發(fā)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(nèi)或者更短時間內(nèi)飲用。

這種特殊的水凝膠產(chǎn)生雙氧水用于中和細(xì)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(xì)菌的基本細(xì)胞成分，擾亂細(xì)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(chǎn)生對人體有害的副產(chǎn)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(qiáng)于電子鼻

人的嗅覺細(xì)胞有500萬個左右，而狗的嗅覺細(xì)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(fā)性有機(jī)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(fā)明的人工傳感設(shè)備電子鼻也可檢測前列腺癌。

意大利米蘭理工大學(xué)的研究人員比較研究了兩者檢測癌癥的準(zhǔn)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(xùn)練有素、曾進(jìn)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(zhǔn)確性。

結(jié)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(zhǔn)確率高達(dá)98%，電子鼻嗅聞前列腺癌的準(zhǔn)確率為84%。

新型口罩自動調(diào)節(jié)透氣性

最近，韓國的一個科學(xué)家團(tuán)隊研制出一種口罩，采用彈性體納米纖維材料，兩側(cè)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(shè)計的裝置內(nèi)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(jī)實行無線連接。當(dāng)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(jī)就會把泵激活。這將會使得拉伸環(huán)充氣變“胖”，讓膜的空隙處于最小狀態(tài)，提供最高程度的過濾。

如果傳感器探測到清潔空氣，如進(jìn)行相對安全的戶外活動，計算機(jī)會提示拉伸環(huán)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(jìn)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?fù)教歉€(wěn)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(wěn)定性一直無法解決。當(dāng)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(jié)構(gòu)。同時，負(fù)極受到硫化物污染。

據(jù)國外媒體報道，澳大利亞科學(xué)家為這種有希望的結(jié)構(gòu)提出一種新的設(shè)計——添加糖來處理固有的穩(wěn)定問題。研究小組推出一種以糖為基礎(chǔ)的添加劑，置入電極網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，幫助調(diào)節(jié)惱人的多硫化物行為。測試發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)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?qū)嶋H應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。

人工分子機(jī)器實現(xiàn)主動吸附

日前，由美國西北大學(xué)化學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在表面科學(xué)方面取得突破，開發(fā)出一種名為機(jī)械吸附的新吸附機(jī)制。研究表明，人工分子機(jī)器可實現(xiàn)主動吸附。新研究展示了如何將人工分子機(jī)器（完全合成的分子部件，可以產(chǎn)生類似機(jī)器的運動）嫁接到表面上，以將環(huán)狀分子高濃度聚集到表面，存儲大量能量。這一技術(shù)在催化劑、能量儲存和環(huán)境修復(fù)等方面至關(guān)重要。

這項技術(shù)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(xué)和生物分析與分離科學(xué)，以及許多其他技術(shù)提供了基礎(chǔ)，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(xiàn)視覺

據(jù)最新一期《臨床研究》期刊發(fā)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(chuàng)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(fā)其他并發(fā)癥。該研究進(jìn)一步推動了科學(xué)家的一個長期夢想，即通過將信息直接發(fā)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(shù)據(jù)數(shù)千年

在數(shù)字時代，每個字節(jié)的數(shù)據(jù)都需要到達(dá)指定位置，最好還能長期保存。但后者在現(xiàn)階段仍是一個難題，因為數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)保存時間通常不到20年。美國哈佛大學(xué)化學(xué)家正試圖通過一種類似于微小墨水滴的創(chuàng)新來解決這個難題。在《美國化學(xué)會中心科學(xué)》近日發(fā)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(shù)據(jù)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(fā)出的不同波長的光。然后，研究人員將分子中的二進(jìn)制信息解碼成文件、書籍、照片、視頻或其他任何可以數(shù)字存儲的東西。理論上，這種新方法可將數(shù)據(jù)保存數(shù)千年或更久。