4.11-4.18 | 最新科技成就纵览

3.两个单原子首次结合为偶极分子

● 量子信息

美国哈佛大学首次在实验室让两个单原子结合成所谓的偶极分子。偶极分子可构成一种新型量子位（量子信息的最小单位），因此，新研究有望使科学家进一步研制出更高效的元件，促进量子计算的发展。

此次，哈佛大学化学与化学生物学助理教授倪康坤的研究团队用一个钠原子和一个铯原子简化了这个过程。他们通过激光捕获原子并将其冷却到极低温度，然后用另一束激光激发原子到“激发态”，诱发化学反应，生成分子。倪康坤表示，计划下一步让原子更“接地气”——以非电激发状态结合在一起，制造时间更长的分子反应。如果一个偶极分子可在实验室中创建，那么更大更复杂的分子也可以。

4.3D打印技术实现脱胎换“骨”

● 3D技术

广东医科大学崔燎教授团队和香港中文大学李刚教授团队联合研究发现了一种低温3D打印技术，可以打印出适合患者的骨组织和关节材料，将特制的复合物作为支架材料，并在里面放置天然药物，实现药物缓释作用，研究显示可以促进植入部位的新骨形成，具有促进骨融合的作用。

在研究中，广东医科大学林思恩博士等研究人员摸索出一种低温3D打印技术，并将聚乳酸—羟基乙酸共聚物/三磷酸钙（PLGA/TCP）复合物作为支架材料负载丹酚酸B。研究结果发现，该技术能有效保持丹酚酸B的生物活性并使其在体内外缓释。

林思恩介绍，研究人员以细胞培养液萃取PLGA/TCP/丹酚酸B支架材料，结果发现萃取液可显著促进骨髓间充质干细胞成骨分化和成血管分化，并呈现剂量依赖性。进一步研究发现，复合生物材料可原位促进植入部位的新骨形成，具有促进骨融合的作用。

5.老年人大脑也能长出新细胞

● 生物技术

先前的理论认为，青春期后人脑的神经元会停止发育。但据英国《独立报》日前报道，美国研究人员发现，老年人仍能长出新的脑细胞，且生成速度与年轻人一样。

哥伦比亚大学的研究人员对28位年龄介于14岁—79岁猝死者的大脑进行深入分析后，得出结论认为，健康的男性和女性终生都在不断产生新的神经元，老年人的海马体（大脑的一部分，对记忆、情绪和认知至关重要）中也会继续产生神经元，且生成速度与青少年一样。

6.大西洋洋流近几十年来明显减弱

● 地球、空间、海洋

英国《自然》杂志4月11日发表了两篇分析大西洋经圈翻转环流（AMOC）减弱的研究论文，AMOC对气候具有重要影响，涉及热量的再分配，并且影响碳循环。英国伦敦大学学院的研究团队此次提供的古海洋学证据表明，自1850年左右的小冰期末期开始，拉布拉多海的深对流和AMOC较之前的1500年变得异常微弱。研究人员认为，小冰期的结束与北冰洋及北欧海的淡水释放有关，而后者引起了AMOC的变化。但AMOC的转变是在小冰期末期突然发生，还是在过去这些年里逐渐发生，尚难以确定。

7.北极超咸湖泊有助寻找外星生命

● 地球、空间

加拿大阿尔伯塔大学的研究团队在位于北极区的德文岛冰帽之下750米深处，发现了超级咸水湖。研究人员指出，这里可能是12万年前单独进化的生物的家园。由于此处环境与木卫二欧罗巴相似，因此将为在欧罗巴搜寻外星生命提供线索。

8.新光电子芯片将数据中心带宽提高十倍

● 电子信息

据美国麻省理工学院（MIT）官网近日消息，该校初创公司Ayar Labs结合光学和电子学技术，研制出了速度更快、效率更高的新型光电子芯片，有望提升计算速度，将大型数据中心的带宽提高10倍，并使芯片间通信耗能减少95%，将总能耗降低30%—50%。据悉，最新技术首款商用产品将于2019年上市。

9.血流影响肿瘤细胞转移

● 生物技术

在近日发表于《细胞》杂志的一篇论文中，法国国家健康和医学研究所（INSERM）研究人员发现，在斑马鱼胚胎模型中，人们可以在其整个脉管系统中追踪标记的循环肿瘤细胞（CTC），并且肿瘤细胞停滞的部位与血流速度低于400~600μm/s密切相关。“该领域的一个长期观点是，由于大小限制，CTC会停留在直径极小的毛细血管里。”论文作者Jacky G. Goetz说，“这项研究表明，这一位置不仅受到生理限制，而且血液流动对肿瘤细胞与血管壁形成黏附有重要影响，我认为这是理解肿瘤细胞如何以及在何处产生转移的重要补充。”

10.新成果使镍锌电池循环寿命提高10倍

● 新材料

大连理工大学副教授李明强团队在绿色动力电池方面取得突破，使镍锌电池循环寿命提高了10倍。

李明强团队与该校副教授张晓亮合作，利用氧化锌对石墨烯的原位剪裁技术，构建新型镍锌电池负极材料，应用于二次电池中。电池的循环寿命可达1万次，容量衰减率仅为0.0011%，最大放电容量为2603mAh/g，有效解决了镍锌电池负极循环寿命低的问题，较文献报道具有重大改进。

11.科学家在实空间首次观测到磁浮子

● 航空航天

中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组研究员杜海峰和德国尤利西研究中心教授R. E. Dunin-Borkowski团队及Nikolai S. Kiselev领导的小组形成的合作研究团队，利用电子全息技术在准二维螺旋磁性材料FeGe纳米结构中实验发现一种称之为“磁浮子”的新型三维局域磁结构。

强磁场中心团队利用聚焦离子束技术制备了高质量的纳米结构样品，通过和德国尤利西合作团队多次实验摸索，在FeGe纳米材料中利用电子全息技术首次在实空间中直接观测到磁浮子，并且进一步发现磁浮子可以与斯格明子共存。该研究结果不仅扩展了手性磁体中拓扑磁结构的范围，也为相关的器件设计提供了很好的基础。

12.大连化物所柔性电极研究取得新进展

● 电子技术

中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、研究员张华民、副研究员张洪章团队在高负载量柔性自支撑电极研究方面取得新进展，相关工作发表在《先进功能材料》（Adv. Funct. Mater.）上。该团队进一步发展了柔性自支撑电极的整体电流汇集技术。该技术通过在电极表面和内部“原位化学沉积”三维连续的金属基集流网络，大幅改善了电极表面和内部的电子传导性能。且该集流网络的制备成本低廉、易于放大，集流网络的面密度远低于传统铝箔、铜箔、泡沫镍等，可进一步降低器件的整体重量，为高比能量柔性电池的实用化奠定了基础。

13.宁波材料所在酸性电催化制氢领域取得新进展

● 新材料

中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所研究员陈亮团队以设计电催化剂的表面构造和电子结构为出发点，发展出了可以在酸性电解液中应用的高活性且稳定的OER电催化剂。在该研究中，苏建伟以通过Ru阳离子交换后的金属有机框架衍生物作为前驱体，在空气中焙烧制备了由超小纳米晶粒组装而成的Cu掺杂的RuO2空心八面体材料。这种方法通过降低焙烧温度来减少RuO2纳米晶的粒径，从而可以暴露出具有低配位数的高密勒指数面。

14.冰芯记录揭示喜马拉雅山沿线近期生物质燃烧增强

● 地球、空间、海洋

中国科学院青藏高原研究所、青藏高原地球科学卓越创新中心姚檀栋课题组游超及其合作者利用高原中部获取的藏色岗日冰芯中的生物质燃烧特征指标左旋葡聚糖记录重建了1990年以来亚热带亚洲地区的生物质燃烧历史。结果显示，2000年以来青藏高原周边地区生物质燃烧显著增强。结合卫星遥感等资料，发现冰芯中记录的生物质燃烧增强主要是由于喜马拉雅山沿线及周边的印度半岛北部生物质燃烧增加所致。进一步的分析揭示，印度夏季风影响下的喜马拉雅山湿润地区降水减少引起干季延长，以及印度半岛西北部干旱半干旱地区降水增加引起可供燃烧的生物量增加是造成生物质燃烧增强的主要原因，而人类活动对近期生物质燃烧增强的贡献较小。

15.武汉物数所提出利用分子滤光成像技术实现机动车污染物遥感监测的新方案

● 环境保护

中国科学院武汉物理与数学研究所李发泉研究组利用自主研发的气体分子光谱成像技术，提出了一种具有成像监测能力的机动车污染物排放遥感监测方案。

分子滤光器是一种具有与分子特征光谱相匹配的滤光器件，同时具备高光谱分辨能力和高光学稳定性。将分子滤光成像技术与红外成像技术相结合，可对行驶中的机动车进行在线、快速遥感监测，具有数据离散度小、抗环境干扰能力强、超标认定准确率高的优点，并能提供超标排放的图像证据。该技术可为机动车尾气污染监测执法技术难题提供有效的解决方案。