科技短波

高海拔宇宙线观测站科学观测启动

位于四川省稻城县海拔4000余米处的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）首批探测器日前已投入科学观测，这个全世界同类装置中灵敏度最高的探测器，正式开启了破解宇宙线起源及宇宙演化和暗物质等科学观测和研究的征程。

“宇宙线来自哪里，它们是如何被加速到如此之高的能量，一直是困扰科学家的问题。”高海拔宇宙线观测站项目首席科学家曹臻说，超新星爆发、黑洞爆发、巨大星系之间的碰撞等，到底谁才是宇宙线真正的来源，还需要继续寻找证据，高海拔宇宙线观测站项目正是瞄准这一重大科学问题而提出。

项目主体工程于2017年启动，采用边建设边运行的模式。此次投入科学观测的探测器包括由1800个探测器组成的、灵敏面积达22 500平方米的一号水切伦科夫探测器阵列，两台广角切伦科夫望远镜，180台电磁粒子探测器和80个缪子探测器。其中，一号水切伦科夫探测器阵列的巡天灵敏度比国际上最高灵敏度的同类装置高出30%。LHAASO具有低阈能、大探测面积、大视场和全天候等优势，全面建成后将是国际上宇宙线能谱和各向异性测量方面最灵敏的装置。

科研人员和工人一起维护一号水池水切伦科夫探测器阵列探测设备（图/新华社）

我国首次发现体内保存蛋壳的中生代鸟类化石

中科院古脊椎动物与古人类研究所周忠和、邹晶梅、巴约勒团队发现了世界范围内首个腹腔内含有蛋壳的灭绝鸟类——反鸟类化石，为研究古鸟类的生殖繁育提供了新的信息，进而为探知早期鸟类的演化历程提供了新的证据。

该标本发现于甘肃省玉门市，距今1.1亿年的早白垩世下沟组的湖相沉积物中，是一个全新的属种，被命名为施氏慈母鸟。标本保存在扁平的页岩内，头部虽然残缺，但体腔内基本成型的蛋壳（包括表层膜、角质层等）却被保存至今。

对化石标本的组织切片和扫描电镜结果显示，蛋壳异常纤薄，呈现了双层的病态结构，这也是首次在反鸟蛋化石中发现双壳，研究人员据此推测这只雌鸟在产卵时出现了现生爬行类所常见的“挟蛋症”，即鸟蛋未能及时产出从而长时间停留在体腔内。

新型红外隐身材料被发现

中科院苏州纳米所张学同研究员领导的科研团队，最新发现了一种红外隐身材料。这种新材料坚固、轻便、可折叠，可以在不需要额外能源的情况下躲过红外探测仪的“法眼”。

自然界中的一切物体，都会辐射红外线。物体辐射红外线能力的大小，和其表面温度直接相关。因此无论白天黑夜，红外探测仪都可以测量到目标与背景间的辐射差，得到不同物体的红外图像。此次研究中，技术人员想要发明出一种可以适应不断变化的温度，且不需要额外耗能的红外隐身材料。他们首先制造了一种坚固但柔软的纳米纤维气凝胶薄膜，这种薄膜具有优异的隔热性能。将这种薄膜用相变材料聚乙二醇浸泡并进行防水处理，就得到一种轻薄、坚固、柔韧，但红外隐身性能优异的复合新材料。

由于纳米纤维气凝胶薄膜本身是一种良好的绝热材料，而聚乙二醇受热时会储存热量并软化，凝固时又释放热量后重新硬化，在模拟太阳光照下，覆盖目标物的复合薄膜可以吸收热量，达到抑制升温的目的，使得目标物体对红外探测仪“隐身”。当夜晚来临，薄膜又能缓慢地释放热量，以匹配周围环境。此外，选用合适厚度的气凝胶薄膜覆盖在发热目标与相变复合薄膜之间，也能做到让发热物体“隐身”。

高分五号“解密”全球霾分布

近日，中科院空天信息研究院联合载荷研制单位中科院安徽光机所等机构，基于高分五号卫星上搭载的多角度偏振相机（DPC），获得了首幅全球3.3公里空间尺度的细粒子气溶胶光学厚度（AODf）分布图。这是国际上空间分辨率最高的AODf遥感观测数据集，可反映大气主要污染成分（细颗粒物等）空间信息、为“解密”全球霾分布提供关键基础产品。

中科院空天信息研究院国家环境保护卫星遥感重点实验室副主任李正强介绍，高分五号卫星获得的AODf数据是目前全球空间分辨率最高的细粒子气溶胶光学厚度卫星遥感产品，能够更清晰地显示出污染分布的局地细节特征，并可以在轨持续监测全球大气细粒子气溶胶含量变化，支持区域污染精细管控、重点城市污染传输通道监测、污染物溯源等需求。

DPC可为大气污染状况的全球覆盖、快速监测提供空间观测数据，所获取的气溶胶参数可用于监测大气细颗粒污染物分布、来源、成分及传输信息等。全球范围内215个地基站点的AODf同步验证数据显示，DPC卫星遥感结果与地基观测具有较好的一致性。

植物细胞内存在“自杀神器”

近日，我国科学家在植物免疫研究领域取得历史性的重大突破。研究首次发现植物细胞内存在一种“自杀神器”。它就是植物免疫关键因子——抗病蛋白组成的形似“风火轮”的抗病小体。研究成功解析了抗病小体的电镜结构，从分子层面上揭示了抗病蛋白管控和激活的核心机制。

像动物一样，植物在生长过程中也会不断受到病毒、细菌、真菌、昆虫的侵袭。经过漫长的进化，植物逐渐发展出一套复杂、精细的免疫系统，能够对这些入侵奋起反抗。其中的关键角色——抗病蛋白，作为监控病虫侵害的哨兵和动员植物防卫系统的指挥官，被发现至今已有二十多年，但人们仍然不清楚它们的工作原理。

如今，植物抗病的神奇过程获得全面解析：被激活的抗病蛋白5个一组抱团形成抗病小体，作用于细胞膜后，引导受感染细胞“自杀”并与病菌同归于尽，以保护其他健康细胞不受感染。

这一发现为更好地利用抗病蛋白提供了新的可能。“利用抗病蛋白，发展新的病虫害防控手段，将大大减少化学农药的施用。”中科院遗传与发育生物学研究所李家洋院士说，抗病蛋白高分辨度结构和作用机制的解析，为设计抗广谱、持久的新型抗病蛋白，发展绿色农业奠定了核心理论基础。

兵马俑涂铬防锈可能是个“意外”

近日，一项研究指出，秦始皇兵马俑青铜兵器上的铬，可能是生漆污染的结果，这些生漆曾被用来处理兵器的木制部分。这一结论挑战了一种长期存在的假说，即秦代匠人在2000多年前就掌握了涂铬防锈技术。

秦始皇兵马俑遗址最早于20世纪70年代在西安发掘，迄今已出土了约2000件保护完好的陶俑、陶马，所配兵器功能完好。此前有研究认为，这些兵器之所以得到了较好的保护，是因为秦代工匠在防锈处理中使用了铬，让兵器入土后能免于腐蚀。

秦始皇帝陵博物院、北京科技大学及英国剑桥大学等机构的研究人员分析了464件从遗址出土的兵器，只在37件中发现了铬。他们认为这些兵器上的铬是由秦代工匠使用的生漆污染所致。研究人员在88%的兵器配件周围检测到了铬，如弓把、剑柄或剑鞘，但只在2%或更少的箭头或剑身样本上发现了铬。

研究人员认为，出现这种分布是因为这些金属部位更靠近处理木制元素的生漆，而木制部分已经受到了腐蚀。此外，他们还提出了其他可能对兵器有保护作用的因素，比如一些青铜兵器的含锡量较高。

棉花变身水凝胶可用于电子皮肤

棉花也能做成水凝胶？南京林业大学姚建峰教授团队通过简易方法将棉短绒制造为导电、热可逆、耐低温、可3D打印的水凝胶材料。

“传统的水凝胶一般采用石油基聚合物，而我们更愿意从大自然中选择可再生的绿色材料。”姚建峰介绍，他们利用无机盐溶液实现对棉短绒纤维素的高效溶解，形成机械性能稳定的水凝胶材料。这种水凝胶制造过程简便，在室温条件下就可获得。

同时，无机盐完全融入纤维素凝胶网络，不仅不会产生废料，还具有天然的导电和抗冻特性。因此，以棉花为原料制造的水凝胶成本低廉、过程环保，且对人体无害，具有良好的生物相容性。这种新型水凝胶可在电子器件、软体机器人、药物释放、电子皮肤等领域大显身手。

全球最大飞机首飞

当地时间4月13日，名为“斯特拉托”的巨型双身飞机在美国加利福尼亚首飞成功，并以其惊人的翼展登上全球最大飞机宝座。

“斯特拉托”机长73米，翼展117米，最大起飞重量590吨，最长飞行时间10小时，飞行半径超过1800公里，动力由6台普惠4056涡轮风扇发动机提供，最大载重接近230吨。其问世前霸占全球最大飞机宝座长达30年的乌克兰安225运输机，机长84米，翼展却只有88.4米，较“斯特拉托”短了近30米。

“斯特拉托”由美国航天企业斯特拉托发射系统公司设计制造，2010年开始研制，2017年进入地面测试阶段。“斯特拉托”是专用的空基运载火箭发射平台，在其两个机身中间的机翼下能够挂载多枚运载火箭，飞到万米高空发射。

月壤8厘米之下均匀分布着水

月球水的来源一直都是争论不休的问题。日前，美国国家航空航天局（NASA）团队报告称，月球下层土里均匀分布着水。这些水源自月球形成早期，而小型陨石的撞击会释放这些月球上的水。这一发现为人类未来研究这些水的演变及更好地利用月球水奠定了基础。

研究团队表示，NASA的月球大气与粉尘环境探测器（LADEE）搭载的一个仪器，在月球大气中检测到了偶发却含量异常高的水分，LADEE探测器在2013年10月至2014年4月之间一直绕月运行。

研究团队发现，检测到的水释放时间点，大部分都与研究期间发生的29次陨石群撞击时间重合。通过研究不同规模的陨石群所释放的水量，团队确定月壤最上层的8厘米不含水。在此之下的月壤中，则均匀分布着水，含水量最高达0.05%左右。根据研究人员的估算，陨石撞击导致月球每年损失多达200吨的水。他们分析认为，被释放出来的地下水源自月球形成初期。

9 0种两栖动物灭绝或与壶菌病有关

一项最新研究显示，90种两栖动物的灭绝可能与一种致命真菌疾病有关。

壶菌病由两种壶菌引起：一种是石斛壶菌，另一种是蝾螈壶菌。自从壶菌病在20世纪80年代首次出现以来，共导致500多种青蛙、蟾蜍和蝾螈的数量减少——几乎占所有两栖动物种类的7%。这意味着，该疾病造成的生物多样性损失在所有病原体中是最大的，并且比其他野生动物疾病，如杀死蝙蝠的白鼻综合征还要严重。

研究发现，在经历了衰退的物种中，只有12%显示出恢复迹象。不过，微弱的希望正在显现。受这种疾病影响的新物种数量有所下降。一些青蛙似乎对这种疾病产生了抵抗力，同时抗真菌治疗在某些情况下已经显示出效果。

心脏手术机器人会自主导航

美国科研人员日前发表报告说，他们研发出一种可以在心脏周围自主导航的微型医疗机器人，能帮助外科医生完成复杂的心脏手术。

研究显示，在一个对动物实施的心脏瓣膜修复手术中，一个机器导管借助人工智能等技术，无需人工导引就精确找到了目标位置。随后，心脏外科医生遥控将渗漏处修复。美国波士顿儿童医院儿科心脏生物工程主任皮埃尔·杜邦说，这是他所知的首个可在体内自主导航找到目标位置的医疗机器人，它在充满血液的跳动心脏中抵达毫米级的目标，表现相当出色。

这个机器人装有触觉传感器，顶端装有微型相机，还可像昆虫触角或老鼠胡须一样不断“取样”，可利用机器学习和图像处理技术，在“陌生”的黑暗环境中识别所接触的组织类型、所处位置，判断行进方向。研究人员称，这种机器人有助于缓解医生疲劳，让医生把精力放在更复杂的手术操作上。

狗或能嗅出癫痫发作

最近，一项研究指出，狗或能鉴别与癫痫发作有关的一种特定人体气味。这一初步研究结果表明，这种气味特征有望将来用于癫痫发作的预测。

此前研究显示，乳腺癌或肺癌这类疾病与身体气味的特定变化有相关性。然而，由于癫痫发作具有个体特异性和高度多样性，气味特征反映癫痫发作的可能性从未得到测试。

法国国家科学研究中心的研究人员让经过训练的3只母犬和2只公犬接触了各种复杂气味（呼吸和身体气味），这些气味分别采集自癫痫患者的发作期间、不发作期间以及运动锻炼之后。每只狗都参与了9次实验，每次实验都会有7个罐头，但只有1个罐头装有癫痫发作的气味。这些狗识别阳性（敏感性）的能力范围为67%～100%，正确识别阴性（特异性）的能力范围为95%～100%。结果表明，虽然癫痫发作和个体气味具有多样性，但癫痫发作与特定气味特征有关，这些气味特征有望用来预测癫痫发作。

海洋漂浮物可“监听”地震

地震学家通过将水听器安装在深海中的漂浮物上，探测发生在海底的地震，并利用这些信号窥探地球内部。

帮助开发这种“监听”地震的漫游装置（MERMAID）的普林斯顿大学地震学家Frederik Simons说，他设想在全球范围内建立一支由成千上万个此类漫游装置组成的“舰队”，这些装置还可用来探测雨声或鲸的叫声，或者配备其他环境或生物传感器。“我们的目标是探测所有的海洋。”

几十年来，地质学家一直把地震仪安装在陆地上，以研究地震是如何传播的。但不同密度的深层结构，例如沿着俯冲带下沉到地幔中的海洋地壳冷板，可以加速或减缓地震波。通过结合在不同地点检测到的地震信息，研究人员可以绘制出这些结构的地图。然而，上升羽流和海洋中其他巨型结构则更为神秘。原因很简单：海底的地震仪要少得多。

MERMAID是一种廉价探测方法。它们漂浮在1500米深的地方，这样可以将背景噪声降到最低，并减少周期性上升传输新数据所需的能量。每当MERMAID的水听器接收到强烈的声音脉冲，计算机就会评估这种压力波是否可能来自海底震动。若是如此，MERMAID将在数小时内浮出水面，并通过卫星发送地震记录。

到目前为止，MERMAID已经识别出258次地震，其中大约90%也被其他地震仪探测到。

透明木材可做窗户

日前，瑞典瓦伦堡木材科学中心的研究人员通过从木材中去除一种名为木质素的结构成分，使光线能穿透木材。把木材变透明的过程也赋予了其保温能力，而这可以帮助调节建筑物温度。或许，透明木材有一天会取代窗户上的玻璃。

该团队将去木质化的桦木浸泡在聚乙二醇（PEG）中。PEG是一种聚合物，存在于牙膏和剧院的烟雾机中。PEG被包裹在木板里使热量很难通过，这有助于将建筑物与室外的寒冷隔离，也可以阻挡夏天室外的热量。

PEG在室温下是固态，但在30℃时熔化，尽管其仍被锁在木结构中。“我们试用过很多玻璃，但玻璃有一个缺点，即绝缘性能不好，导致大量的热损失。”研究人员说，“木头真的很神奇，其隔热性能要优秀10倍，但缺点是不透光。”

虽然复合木材的绝缘性不如天然木材好，但比高端双层玻璃要好4倍左右。这种材料还可承受沉重负荷，而且可生物降解，比混凝土或玻璃更容易处理。

改良后的木材仍然不是很透光——当PEG是固态时，该材料会产生一种类似于磨砂玻璃的白色物质。但研究人员相信，这些问题可通过调整化学成分或利用不同种类的木材来克服。