動態(tài)

中國首個海洋監(jiān)視監(jiān)測

雷達衛(wèi)星星座正式建成

自然資源部消息，4月7日7時47分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號丙”運載火箭成功發(fā)射了一顆1米C-SAR業(yè)務衛(wèi)星。這一衛(wèi)星是我國第二顆C頻段多極化合成孔徑雷達業(yè)務衛(wèi)星，可與已在軌運行的首顆1米C-SAR業(yè)務衛(wèi)星及“高分三號”科學試驗衛(wèi)星實現(xiàn)三星組網(wǎng)運行，衛(wèi)星重訪與覆蓋能力顯著提升，標志著中國首個海洋監(jiān)視監(jiān)測雷達衛(wèi)星星座正式建成。

據(jù)介紹，1米C-SAR業(yè)務衛(wèi)星是由國家民用空間基礎設施發(fā)展規(guī)劃支持立項，自然資源部主持建造的海洋業(yè)務衛(wèi)星。它由兩顆指標性能一致的衛(wèi)星組成，能夠獲取多極化、高分辨率、大幅寬、定量化的海陸觀測數(shù)據(jù)。與“高分三號”衛(wèi)星相比，在成像質量、探測效能、定量化應用等多個方面進行了提升。3顆衛(wèi)星完成組網(wǎng)后，與單顆衛(wèi)星相比，平均重訪時間由15小時提高至5小時。可為海洋環(huán)境監(jiān)測與海上目標監(jiān)視、自然災害與安全生產(chǎn)事故應急監(jiān)測、土地利用、地表水體等多要素觀測提供高時效、穩(wěn)定、滿足業(yè)務化應用的定量遙感數(shù)據(jù)。

在自然資源部組織下，首顆1米C-SAR業(yè)務衛(wèi)星在軌測試工作正在有序推進，進展順利，衛(wèi)星平臺與載荷測試、衛(wèi)星數(shù)據(jù)外場定標與地面處理工作已經(jīng)完成，衛(wèi)星狀態(tài)與圖像質量良好。

自然資源部國家衛(wèi)星海洋應用中心表示，后續(xù)將會同相關單位做好兩顆衛(wèi)星在軌測試工作，全力保障衛(wèi)星按時投入使用，實現(xiàn)多星組網(wǎng)業(yè)務運行，有效滿足海洋、國土、應急、生態(tài)環(huán)保、水利、農(nóng)業(yè)、氣象等多領域應用需求。

釋光測年技術

揭開遠古良渚遺址奧秘

中國科學家合作對北村遺址中的陶器、紅燒土和碳化植物遺存開展了系統(tǒng)的年代學分析并取得了重要成果。

北村遺址是浙江省文物考古研究所2020—2021年發(fā)掘的一處良渚文化早期的聚落遺址，目前已發(fā)現(xiàn)龍首鐲、玉璜、玉蟬和石鉞等重要玉器和石器，為研究良渚社會的發(fā)展、階級分化和探索良渚古城的崛起背景提供了最新的資料。自20世紀牛津大學在陶器中使用熱釋光方法以來，釋光技術在考古領域的應用得到了迅速發(fā)展。單片再生法、單顆粒等光釋光技術已被用于測定陶器、瓷器、石器（受熱燧石）、燒土、爐窯、磚瓦、煉渣等考古材料的年代，但是受熱考古材料中礦物的釋光性質尚未開展系統(tǒng)的研究。

為確定北村遺址的絕對年代、探索良渚古城外圍遺址的相互關系，研究人員首次發(fā)現(xiàn)并確認了受熱考古材料中石英的中組分特殊信號與600℃～800℃加熱歷史的相關性。針對北村遺址采用了獨立的釋光測年程序，基于R語言統(tǒng)計模型，測算了陶片與紅燒土的釋光年代，其結果與燒土中分離出的微量灼燒炭屑的碳-14年代一致。

研究結果表明，在規(guī)范采樣及針對性測試條件下，釋光測年技術應用在埋藏陶器、燒土類考古受熱材料的年代學研究中具有高準確度的優(yōu)勢，并有望確定最后一次考古受熱事件，如祭祀、焚燒、烹煮等的高精度年代。

科學家研制

“龍蝦殼”新型仿生材料

中國科學家首次提出了非連續(xù)布利岡結構的設想，并發(fā)展了一種程序化組裝納米纖維的方法，成功地創(chuàng)制出一種新型的輕質高強仿生非連續(xù)布利岡結構納米復合材料，實現(xiàn)了非連續(xù)纖維橋連和布利岡構造誘導裂紋偏轉的協(xié)同增韌。這一成果為研制高性能結構材料提供了新的組裝方法。

布利岡結構由單向納米纖維片層螺旋堆疊構成，在骨、魚鱗、龍蝦殼等多種生物材料中廣泛存在，是一種典型的纖維增強結構，直接決定這些生物材料的卓越力學性能。然而，蘊藏在自然布利岡結構中的智慧仍未得到充分開發(fā)和運用，已實現(xiàn)的仿生布利岡結構與自然布利岡結構相比，無論在結構層級還是結構精度方面都相差甚遠。

研究人員基于所開發(fā)的有序組裝納米纖維基元的程序化裝置，以環(huán)境友好的硬硅鈣石納米纖維和海藻酸鈉為原料，通過螺旋組裝硬硅鈣石納米纖維于海藻酸鈉基體中，并結合溶膠-凝膠-薄膜轉變過程，成功制備了非連續(xù)布利岡結構納米復合材料。實驗表明，這一材料展現(xiàn)了卓越的力學性能，優(yōu)于許多如魚鱗片、層狀骨、蟹螯等天然布利岡結構材料，以及仿生布利岡結構類似物和部分工程纖維復合材料。進一步通過斷口微結構分析與理論模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)所研制的材料表現(xiàn)出裂紋偏轉和纖維橋連增韌機制。

這項仿生納米復合材料具有廣泛的應用前景，如作為高損傷容忍性能的骨修復材料等，對于今后開發(fā)新型納米纖維復合材料，提升傳統(tǒng)纖維增強復合材料的性能具有重要的指導意義。

北極海冰減少機制獲揭示

近日，中國科研團隊在北極海冰減少機制方面取得重要進展，揭示了大氣水汽和能量輸送引起海冰減少的具體物理過程。大氣水汽和能量輸送對北極氣候起著至關重要的作用，向極能量和水汽傳輸?shù)淖兓瘜⑼ㄟ^多種機制對北極海冰的年際變化和長期趨勢產(chǎn)生顯著影響。研究成果在國際學術期刊《冰凍圈》（The?Cryosphere）在線發(fā)表。

多源衛(wèi)星遙感觀測數(shù)據(jù)表明，2020年7月北極海冰范圍（SIE）出現(xiàn)衛(wèi)星觀測以來（1979年后）的極小值7.29×106km2，海冰覆蓋顯著減少主要發(fā)生在歐亞大陸附近的邊緣海，包括喀拉海、拉普捷夫海和東西伯利亞海?；谀Ｊ綌?shù)據(jù)和氣象再分析資料，研究團隊發(fā)現(xiàn)，2020年春季（4—6月份）大量水汽和能量由歐亞大陸通過喀拉海附近進入北極，并在海冰衰退區(qū)域匯聚，造成局部區(qū)域大氣溫度升高、水汽含量增多，加強了溫室效應，進而導致上述海域向下長波輻射和湍流通量增加，融冰期提前開始。海冰融化開始后，激發(fā)了反照率正反饋機制，促使研究區(qū)域海冰覆蓋范圍的進一步減少。

深入分析表明，2020年春季異常高的大氣水汽和能量輸入北極主要是由特定的大尺度大氣環(huán)流模態(tài)控制的。此外，氣旋活動對大氣水汽和能量輸送也起到了關鍵作用?？偟膩碚f，2020年春季觀測到氣旋的典型軌跡與總能量和水汽輸送的路徑非常吻合，研究區(qū)域附近更多、更強的氣旋活動可能加強海冰漂移的氣旋異常，有利于裂隙、冰間湖的形成，促進反照率正反饋機制。此研究對大氣水汽和能量輸送對海冰變化的調(diào)控作用和內(nèi)部機制有一定的啟示，有助于加深氣候變暖背景下對北極地區(qū)大氣-海冰相互作用機制的理解。05ED57EB-B9EE-4B9A-ACCA-2E07EA0B88E1

我國主導修訂的

兩項IEC標準發(fā)布

4月5日，國際電工委員會（IEC）正式發(fā)布2項IEC標準《IEC60477-1：2022實驗室電阻第1部分：實驗室直流電阻》和《IEC60477-2：2022實驗室電阻第2部分：實驗室交流電阻》，這兩項標準由中國電力科學研究院（以下簡稱“中國電科院”）主導修訂，是我國首次主導修訂的電磁實驗室測量領域IEC國際標準。

據(jù)了解，舊版標準上次修訂時間是1997年，其技術內(nèi)容在適用范圍、技術要求、安全要求等方面已無法覆蓋當前領域內(nèi)最新技術成果，影響了標準的適用性。2019年4月，電氣和電磁量測量設備技術委員會正式立項標準修訂項目，成立標準維護工作組負責具體修訂工作，中國電科院專家擔任標準工作組召集人，牽頭開展標準修訂工作。

新版標準重點對術語定義、電阻器準確度等級、安全要求、交流電阻器頻率范圍等方面內(nèi)容進行了修訂。新增技術內(nèi)容覆蓋了當前領域內(nèi)最新的技術成果，提高了標準適用性，為交流電阻器的寬頻帶使用提供了指導。

新版標準的發(fā)布將為世界各地實驗室電阻器制造商和使用者提供統(tǒng)一的規(guī)范與指導，有利于保障各個國家實驗室用電阻器的準確一致與穩(wěn)定可靠，促進計量互認，有力提升了我國在電阻制造與電磁計量領域的國際影響力和話語權。

良渚遺址公園

大氣水汽和能量輸送對北極氣候起著至關重要的作用

國家植物園正式在京揭牌

4月18日，國家植物園在北京正式揭牌，標志著國家植物園建設翻開新的篇章。國家植物園是在中國科學院植物研究所（南園）和北京市植物園（北園）現(xiàn)有條件的基礎上，經(jīng)過擴容增效有機整合而成，總規(guī)劃面積近600公頃。

在首都設立國家植物園是世界許多國家的通行做法。國家植物園是以開展植物遷地保護、科學研究為主，兼具科學傳播、園林園藝展示和生態(tài)休閑等功能的綜合性場所，是國家植物多樣性保護基地，是一個國家經(jīng)濟、科技、文化、生態(tài)、社會可持續(xù)發(fā)展水平的重要標志。

國家植物園堅持國家代表性和社會公益的理念，重點收集三北地區(qū)鄉(xiāng)土植物、北溫帶代表性植物、全球不同地理分區(qū)的代表植物及珍稀瀕危植物3萬種以上，覆蓋中國植物種類80%的科、50%的屬，占世界植物種類的10%;收藏五大洲代表性植物標本500萬份;陸續(xù)完成植物科學研究中心、遷地保護研究中心、種質資源保藏中心、標本館二期、五洲溫室群等項目，建設28個特色專類園。

面向植物科學前沿及國家生態(tài)文明建設、生物資源安全等重大需求，國家植物園旨在植物多樣性的形成機理、脆弱生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應模式等研究方面取得重大原創(chuàng)性成果;創(chuàng)新生物多樣性監(jiān)測、植被重構與生態(tài)恢復、智能植物工廠等核心技術;打造國家級園林園藝展示和科普宣教基地，完善科學傳播體系，提升公眾科學素養(yǎng)，為社會提供高水平的植物科普教育、技術培訓和健康游憩服務，將植物展示與園林藝術、傳統(tǒng)文化相結合，達到科學與美學的完美統(tǒng)一，讓全民共愛自然之美、共享自然之美，促進人與自然和諧發(fā)展。同時，還將同上百個國家的植物園和專業(yè)機構建立合作關系，搭建國際綜合交流分享合作平臺，努力建設中國特色、世界一流的國家植物園。

全球首個非人靈長動物全細胞圖譜發(fā)布

4月13日，由中國科學家主導，多國科研團隊共同參與的首個非人靈長類動物（獼猴）全身器官細胞圖譜發(fā)表于《自然》。據(jù)介紹，這一圖譜將被用于物種進化、人類疾病及藥物評價和篩選相關的研究，有望為生物醫(yī)學的發(fā)展提供基礎性的資源和工具，為疾病診療、靶向藥物開發(fā)提供助力，為人類更好地探究生命的進化提供可能。

研究團隊基于華大自主研發(fā)的單細胞建庫和測序平臺對成年獼猴的45個器官的約114萬個細胞進行了單細胞測序分析，將其分成了113種主要的細胞類型和463種細胞亞類，并搭建了非人靈長類動物百萬單細胞交互式資源網(wǎng)站。

21世紀初，人類基因組草圖的問世為生命科學研究譜寫了一本生命“天書”，為生命的數(shù)字化提供了基礎。然而，遺傳信息是由細胞攜帶的。目前，人類對自身細胞的認識還很有限，全面解碼細胞的數(shù)字化特征將推動生命科學的研究，為生物醫(yī)學的發(fā)展提供基礎性的資源和工具。為此，研究人員將目光投向了和人的基因相似度高達93%的獼猴，繪制了一張獼猴的全身器官的細胞圖譜。

“這個圖譜就像一張‘地圖，有了它就相當于有了一個探索生命細胞分辨率的高精度儀器，可以‘看到每個器官都有哪些細胞，還可以精細到每個細胞里具體的分子特征及與其他細胞的互作關系?！毕嚓P人員介紹說，“這為我們更好地認識生命的基本結構，探究疾病和細胞的關系打下了基礎，也為疾病的精準治療提供了新的方向?！?/p>

我國成功研制

105億年偏差不到1秒的光頻標

中國科研團隊成功研制105億年偏差不到1秒的鈣離子光頻標，相關研究成果近日已發(fā)表于國際學術期刊《應用物理評論》。

科研團隊系統(tǒng)解決了黑體輻射頻移、多普勒頻移、電四極頻移等影響鈣離子光頻標精度的關鍵物理問題與技術難題，最終實現(xiàn)了不確定度為3E-18的液氮低溫鈣離子光頻標，精度相當于105億年，偏差不到1秒。據(jù)悉，這是國際上第五種達到這一精度的光頻標。

光頻標是一套高精度測量體系，用于實現(xiàn)高精度的時間或頻率測量。經(jīng)過科學家不懈努力，目前國際上已把鍶原子光頻標、鐿原子光頻標、鋁離子光頻標、鐿離子光頻標推進到E-18同等精度。高精度光頻標有助于推進基礎物理研究。同時，它在時間基準、相對論大地測量、導航定位等方面具有廣泛的應用場景。

人類造血干細胞發(fā)育

首份“路線圖”創(chuàng)建

美國加州大學洛杉磯分?？茖W家創(chuàng)建了首份“路線圖”，使跟蹤人類胚胎中造血干細胞發(fā)育的每一步成為可能，為科學家提供了在實驗室生產(chǎn)全功能造血干細胞的藍圖。4月13日發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上的這項研究或有助于擴大白血病等血癌和鐮狀細胞病等遺傳性血液疾病的治療選擇。05ED57EB-B9EE-4B9A-ACCA-2E07EA0B88E1

造血干細胞具有無限復制自身的能力，并能分化為人體內(nèi)的每一種血細胞。幾十年來，醫(yī)生們一直使用捐獻者的骨髓和新生兒臍帶中的造血干細胞進行造血和免疫系統(tǒng)重建的移植治療。然而，這些治療方法受到匹配供體短缺的限制，也受到臍帶血干細胞數(shù)量較少的阻礙。

研究人員試圖通過在實驗室中從人類多能干細胞中創(chuàng)造出造血干細胞來克服這些限制，這種干細胞會在體內(nèi)產(chǎn)生任何類型的細胞。但由于缺乏對造血干細胞的了解，這些嘗試一直難以成功。

新“路線圖”使人們有可能跟蹤造血干細胞的成熟過程，并揭示這一過程中的一個關鍵節(jié)點，例如它們?nèi)绾卧诟闻K獲得對其功能維持具有重要作用的成分。它還將幫助研究人員了解造血干細胞和造血祖細胞之間的根本差異，這對于創(chuàng)造適合用于移植療法的細胞至關重要。

此外，這一“路線圖”還可幫助科學家了解胚胎中發(fā)育的造血細胞是如何導致人類疾病的。例如，它為研究人類一些始于子宮的血癌為什么比出生后的血癌更具侵襲性提供了基礎。

研究團隊還確定了血管壁中產(chǎn)生造血干細胞的確切前體。這一發(fā)現(xiàn)澄清了一個長期存在的爭議，即干細胞的細胞來源，以及制造造血干細胞而非造血祖細胞所需的環(huán)境。

首款磁電晶體管研制成功

美國科學家在最新一期《先進材料》（Advanced?Materials）雜志上撰文指出，他們研制出了全球首個磁電晶體管，不僅有望幫助滿足人們對數(shù)字存儲器日益增長的需求，將這一領域的能耗降低5%，還可將存儲某些數(shù)據(jù)所需晶體管的數(shù)量減少多達75%，進一步促進設備的小型化。

研究負責人——美國內(nèi)布拉斯加大學林肯分校物理學家彼得·道本說：“我們需要一種與硅晶體管工作方式不同的設備，從而縮小設備的尺寸并降低能耗?！?/p>

鑒于此，在最新研究中，科學家們沒有將常見的電子電荷作為其方法的基礎，而是轉向了電子另一種與磁性有關的屬性——自旋。自旋指向上或下，可像電荷一樣代表1或0。研究表明，流經(jīng)石墨烯的電子可以在相對較長的距離內(nèi)保持其初始的自旋方向，這一特性對基于自旋電子學的晶體管極具潛力。但控制這些自旋的方向，并使用比傳統(tǒng)晶體管少得多的功率，是更具挑戰(zhàn)性的任務。

為解決這一問題，研究人員需要在石墨烯下放置合適的材料。經(jīng)過多年研究，他們找到了氧化鉻。氧化鉻是一種磁電材料，這意味著通過施加少量電壓，其表面原子的自旋可在向上和向下之間翻轉。

研究團隊指出，當施加正電壓時，氧化鉻的自旋指向上，迫使石墨烯電流的自旋方向向左偏轉，并在這個過程中產(chǎn)生可檢測的信號。相反，負電壓會使氧化鉻的自旋向下翻轉，石墨烯電流的自旋方向向右偏轉，并產(chǎn)生一個明顯不同的信號。道本說：“這有望以極低的能源成本提供極高的保真度。”

（責編：李莉）05ED57EB-B9EE-4B9A-ACCA-2E07EA0B88E1