科學(xué)家研獲新型柔性制冷方法

10月11日在線出版的《科學(xué)》雜志刊文，報(bào)道了中美科學(xué)家聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)研獲的一種柔性制冷新策略——“扭熱制冷”。研究發(fā)現(xiàn)，改變纖維內(nèi)部的拈度可以實(shí)現(xiàn)降溫。該發(fā)現(xiàn)為制冷領(lǐng)域擴(kuò)充了一個(gè)新的板塊，將為降低制冷領(lǐng)域能源損耗提供一種新的途徑。

研究人員利用橡膠、釣魚線、紡織線以及強(qiáng)度更大、傳熱更快的鎳鈦形狀記憶合金測試“扭熱制冷”，發(fā)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)更小體積、更大強(qiáng)度、更高效率的制冷效果。他們還制作了一個(gè)基于“扭熱制冷”技術(shù)的冰箱模型，使用三根鎳鈦合金絲作為制冷材料，可以使流動的水獲得7.7攝氏度的降溫。

“這些初步的發(fā)現(xiàn)距離‘扭熱冰箱’的商業(yè)化依然有很長的路要走，也存在很多機(jī)遇與挑戰(zhàn)?！眳⒓勇?lián)合研究的科研人員說，“這些挑戰(zhàn)包括，開發(fā)新型的器件與材料以提高循環(huán)使用壽命，合理利用輸入功率以提高效率。潛在的機(jī)遇包括，除使用商業(yè)化的現(xiàn)有材料外，進(jìn)一步優(yōu)化‘扭熱制冷’材料，可以獲得最佳的性能”。

部分高熵合金可以同時(shí)具備高強(qiáng)度和高塑性

科學(xué)家揭示“百煉鋼”化為“繞指柔”的內(nèi)部機(jī)制

中美科學(xué)家團(tuán)隊(duì)合作揭示了金屬材料同時(shí)具備高強(qiáng)度和高塑性的內(nèi)部機(jī)制，這一發(fā)現(xiàn)將為關(guān)鍵材料的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)和高性能合金研發(fā)提供支撐。相關(guān)成果于北京時(shí)間10月10日在線刊登于《自然》雜志。

近年來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，將多種元素等原子比固溶在一起，理論上能夠制得原子排列有序而元素排列無序的高熵合金，部分高熵合金可以同時(shí)具備高強(qiáng)度和高塑性，從而打破傳統(tǒng)金屬中“魚與熊掌”難以兼得的困境。中美科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過合作，從解密高熵合金中元素分布入手，揭開了“百煉鋼”化成“繞指柔”的奧秘。

高熵合金由多種元素高濃度固溶在一起，晶體結(jié)構(gòu)清楚而原子分布混亂。研究人員通過原子尺度的元素分布表征，發(fā)現(xiàn)高熵合金中的元素出現(xiàn)了獨(dú)特的濃度波起伏，各種元素的濃度在晶格間25%到15%震蕩。

原子的局部不規(guī)則排列被稱為位錯(cuò)，其存在對材料的物理性能，尤其是力學(xué)性能，具有極大的影響。在高倍電鏡下，研究人員看到，高熵合金中一條條的位錯(cuò)線，好像一浪又一浪的錢塘潮，滾滾向前，并形成了“交叉潮”甚至“回頭潮”。這樣的位錯(cuò)移動導(dǎo)致位錯(cuò)之間的相互作用增加，提供了更多變形的可能，使得合金有更好的均勻變形能力，又有更好的強(qiáng)度。

研究人員介紹，高熵合金中獨(dú)特的濃度波調(diào)控極為精細(xì)且具有連續(xù)性，是一種可控和高效的材料強(qiáng)韌化方法。高熵合金強(qiáng)度與塑性兼得的特點(diǎn)以及優(yōu)良的低溫性能，在航空等對溫度要求較嚴(yán)苛領(lǐng)域的材料制備上大有可為，在防撞領(lǐng)域上也將有重要應(yīng)用。

中國科學(xué)家率先揭示國人肝癌發(fā)生發(fā)展機(jī)制

近日，中國科學(xué)院院士樊嘉團(tuán)隊(duì)的最新研究率先揭示了中國肝癌突變譜與西方肝癌突變譜的不同之處，實(shí)現(xiàn)了對乙肝相關(guān)肝癌的多組學(xué)、多層次、多維度的系統(tǒng)性分析。

據(jù)了解，在中國，肝癌是發(fā)病率第四位、死亡率第二位的惡性腫瘤；全球每年超過一半的新發(fā)和死亡肝癌病例發(fā)生在中國，約85%的中國肝癌患者具有乙肝病毒感染的背景。研究人員根據(jù)中國人群肝癌特點(diǎn)將肝癌患者分為代謝驅(qū)動型、微環(huán)境失調(diào)型和增殖驅(qū)動型3個(gè)亞型。3個(gè)亞型患者的臨床預(yù)后和潛在治療靶點(diǎn)顯著不同。該研究有望為肝癌的預(yù)后判斷、分子分型和個(gè)性化治療提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。

據(jù)悉，國際頂級生物醫(yī)學(xué)期刊Cell在線發(fā)表了樊嘉院士團(tuán)隊(duì)的最新成果。團(tuán)隊(duì)通過關(guān)聯(lián)分析與生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，全面解析了肝癌分子特征和發(fā)生發(fā)展的機(jī)制，提示了基于中國人肝癌數(shù)據(jù)開展臨床轉(zhuǎn)化研究的必要性。團(tuán)隊(duì)的研究為更深入地探索肝癌發(fā)生發(fā)展機(jī)制及指導(dǎo)肝癌的個(gè)體化精準(zhǔn)診療帶來了新的希望。

據(jù)樊嘉介紹，中國相當(dāng)一部分乙肝患者曾接受過中醫(yī)藥治療，中藥的不當(dāng)使用與肝癌的發(fā)生發(fā)展具有一定的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，35%的肝癌樣本中含有馬兜鈴酸誘導(dǎo)的基因突變標(biāo)記性特征。樊嘉表示，考慮到馬兜鈴酸的肝癌致癌作用，建議在臨床上應(yīng)謹(jǐn)慎使用含有馬兜鈴酸的中草藥。據(jù)悉，該研究還系統(tǒng)地提示了代謝異常在肝癌發(fā)生發(fā)展中的重要作用。

該研究中收錄了不少患者的血液標(biāo)本，根據(jù)3種亞型分類，未來團(tuán)隊(duì)將從血液樣本中尋找不同的生物標(biāo)志物，以助力臨床醫(yī)生精準(zhǔn)診斷與治療。

我國極地科學(xué)基礎(chǔ)研究確定6大優(yōu)先領(lǐng)域

國家海洋局極地考察辦公室主任秦為稼10月8日在“2019中國極地科學(xué)學(xué)術(shù)年會”上表示，由極地考察辦公室牽頭組織編寫的《極地科學(xué)基礎(chǔ)研究優(yōu)先領(lǐng)域》規(guī)劃，已確定6大優(yōu)先領(lǐng)域，希望未來5～10年科學(xué)家能對此6大領(lǐng)域的創(chuàng)新研究有所貢獻(xiàn)。

6大優(yōu)先領(lǐng)域具體包括：極地冰蓋不穩(wěn)定性和海平面變化，北極?！?dú)庀嗷プ饔眉捌錃夂蛐?yīng)，南大洋環(huán)流變化及其全球效應(yīng)，南北極地質(zhì)過程及資源環(huán)境效應(yīng)，極地生態(tài)系統(tǒng)的敏感性與脆弱性，日地耦合與極區(qū)大氣圈層相互作用。

秦為稼說，從2018年9月開始，極地考察辦公室牽頭組織編寫《極地科學(xué)基礎(chǔ)研究優(yōu)先領(lǐng)域》規(guī)劃，來自自然資源部、教育部、中國科學(xué)院、中國氣象局的100余位長期從事極地考察和研究工作的專家參與了編寫?！皠?chuàng)新是引領(lǐng)極地事業(yè)發(fā)展的第一動力，在極地全局工作中的作用至關(guān)重要。”秦為稼說，科學(xué)研究是極地創(chuàng)新的供給側(cè)，必須通過匯聚四面八方的科技精英壯大極地科學(xué)研究力量，提升原始創(chuàng)新能力，提高創(chuàng)新層次級別。

亞熱帶常綠闊葉林是我國分布范圍最廣的森林植被類型

新時(shí)代下，如何更好地發(fā)揮極地考察工作對科學(xué)研究的支撐作用？秦為稼認(rèn)為，要堅(jiān)持戰(zhàn)略導(dǎo)向、任務(wù)導(dǎo)向和科技導(dǎo)向，統(tǒng)籌推進(jìn)科學(xué)研究、考察業(yè)務(wù)和支撐保障的協(xié)同發(fā)展，突出交叉和融合，強(qiáng)化國際交流合作，注重人才和項(xiàng)目支持相統(tǒng)一，大力弘揚(yáng)科學(xué)精神，倡導(dǎo)優(yōu)良學(xué)風(fēng)和作風(fēng)，加大科學(xué)傳播力度，培育良好的科研生態(tài)環(huán)境。

中國極地科學(xué)學(xué)術(shù)年會是極地科學(xué)研究領(lǐng)域一年一度的盛會。2019年舉行的是第15次中國極地科學(xué)學(xué)術(shù)年會，由中國極地研究中心和中國海洋學(xué)會聯(lián)合主辦，對全球變化背景下的冰凍圈雪冰演化、極地海洋環(huán)境變化與生態(tài)效應(yīng)、極地新興污染物賦存及生態(tài)環(huán)境影響等11個(gè)研究方向進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

科學(xué)家破解亞熱帶森林群落物種共存“密碼”

我國科研團(tuán)隊(duì)日前揭示了不同功能型土壤真菌驅(qū)動亞熱帶森林群落多樣性的作用方式，為建立亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)理論、技術(shù)集成和示范提供了重要的科學(xué)基礎(chǔ)。該成果10月4日由國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。

研究人員歷經(jīng)10年，系統(tǒng)監(jiān)測了浙江省開化縣古田山24公頃樣地內(nèi)超過100個(gè)物種、2.5萬多株木本植物幼苗，并選取34個(gè)物種、320個(gè)植物個(gè)體，利用高通量測序技術(shù)測定了植物根際土壤真菌群落組成。在此基礎(chǔ)上，對群落內(nèi)植物種內(nèi)相互作用強(qiáng)度和植物累積不同功能型土壤真菌速度的種間差異進(jìn)行了定量評估。

分析結(jié)果顯示，植物累積病原真菌和外生菌根真菌的速度在物種間存在顯著差異，并呈顯著負(fù)相關(guān)。該研究首次實(shí)驗(yàn)證明了植物種內(nèi)相互作用強(qiáng)度是由有害的病原真菌和有益的菌根真菌相互作用共同決定的，顛覆了基于病原菌—植物種內(nèi)相互作用的經(jīng)典群落多樣性維持理論。

亞熱帶常綠闊葉林是我國分布范圍最廣、面積最大、生物多樣性最高的森林植被類型，約占國土面積的1/4。但經(jīng)歷了史上頻繁、大規(guī)模的人為干擾，絕大部分原生性植被特別是低海拔地區(qū)的原生地帶性植被多已消失殆盡，少量保存的原始林也較為破碎，亟須在科學(xué)研究的指導(dǎo)下進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)。