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8874.4米!我国创亚洲陆上最深定向井纪录

2020-12-21本刊综合

发明与创新·大科技 2020年11期
关键词:月球研究

本刊综合

8874.4米!

我国创亚洲陆上最深定向井纪录

中国石化西北油田分公司所属顺北油气田顺北53-2H井完钻井深8874.4米,超过今年7月完鉆井深8725米的顺北55X井,再创亚洲陆上最深定向井纪录。这一深度超过了世界最高峰珠穆朗玛峰的海拔高度,标志着我国超深井钻井技术国际领先。

据介绍,顺北油气田超深断溶体油藏平均深度超7600米,地质构造复杂,开发面临地层可钻性差、井底温度高、易井漏和井塌等世界级难题。目前,西北油田分公司已在顺北油气田钻成近40口8000米以上的超深井,有力推动了亚洲最深油气田高质高效开发。

一种新型水凝胶或可用于修复受损神经

外周神经被完全切断的损伤,例如事故造成的深切口,是很难治疗的。自体神经移植是一种常见的治疗策略,它是从身体其他部位移走一段外周神经,然后缝在被切断神经的两端。然而,该手术并不一定能恢复神经功能,有时还需要多次后续手术。

对此,南京大学教授沈群东、南京工程学院副教授王倡春、南京鼓楼医院主任医师朱泽章等学者试图开发一种有效、迅速起作用的治疗方法来替代自体神经移植。他们制备了一种坚韧但可拉伸的导电水凝胶,其中含有聚苯胺和聚丙烯酰胺。这种交联聚合物具有3D微孔网络,植入人体后,神经细胞可以进入水凝胶并附着在上面,从而帮助恢复失去的神经组织。

“万能墨水”简化高性能芯片生产过程

中山大学物理系助理教授杨森率领的研究团队最近研发了一种全新的“万能墨水”,配合单步激光直接写入技术,只需一些简单仪器便可掌握精准工艺,制作高性能芯片,大大降低生产成本。相关研究论文已在《自然·通讯》杂志发表。

生产高性能芯片的关键是掌握精准工艺,以制作微米和纳米等级的金属结构。由于技术要求十分高,导致制作成本高昂、过程繁琐费时。研究团队从基本的物理学原理出发,找出崭新的方法进行高精度的材料沉积。他们将不同的金属盐溶液加入半导体纳米颗粒溶胶,制成“万能墨水”,再运用光镊技术和半导体光电子效应,透过激光引发化学还原反应,合成金属纳米颗粒。

肠道菌群失调可导致孤独症

多数孤独症患儿都存在消化道疾病的情况,并且很多研究也发现了孤独症儿童肠道菌群失调。但肠道菌群如何参与孤独症的发病机制尚未被阐明。

最近,北京大学基础医学院王娟团队联合中国科学院北京基因组研究所康禹团队给出了答案。他们研究发现,由于孤独症儿童微生物组的失衡,出现了微生物解毒功能受损,进而导致孤独症个体中毒素蓄积以及线粒体功能受损,这可能是微生物参与孤独症发病的重要新机制。

王娟表示,这一发现有助于解释孤独症儿童为何对环境毒素暴露更为敏感,探索制订孤独症医学治疗的相关策略,并有可能产生更有针对性的产品或方法。

全国首个冰川“盖被子”试验成效显著

随着全球气候变暖,近年来全球大多数冰川快速消融。位于青藏高原东缘的达古冰川,对气候变化的反应尤为敏感。今年8月5日,中国科学院研究团队利用给达古冰川“盖被子”的手段,在海拔约5000米的冰川消融区建立了500平方米的试验区。

10月17日,研究团队前往达古冰川评估试验成效。现场考察发现,“盖被子”区域的冰体消融速度明显减少。为进一步定量试验效果,此次科考还采用了冰川3D激光扫描雷达对冰川进行详细测量,为后续冰川消融减缓试验提供精确的数据支撑。

首台国产全动飞行模拟机交付

近日,国内首台拥有完整自主知识产权的A320 NEO/CEO全动飞行模拟机正式交付吉祥航空。此前,该飞行模拟机顺利通过了中国民用航空局D级(高端模拟机)鉴定。

在民航飞行员培养训练中,全动飞行模拟机是一个不可或缺的关键设备,飞行过程中的各类特殊情况都需要通过全动飞行模拟机来模拟实现。据了解,多年来,全动飞行模拟机一直为发达国家的少数企业掌握,形成技术和产品的双重垄断。目前国内民航大型客机高端模拟机完全依赖进口,单台D级模拟机售价在1亿元左右,是目前国内飞行员培训的最大成本支出。

丹尼索瓦人晚更新世长期生活在青藏高原

青藏高原东北部白石崖溶洞遗址的丹尼索瓦人最新研究又获重大进展——该遗址保存有丰富的中更新世和晚更新世古人类活动遗存,成功获取丹尼索瓦洞以外的首个丹尼索瓦人线粒体基因序列。古DNA研究揭示,丹尼索瓦人在晚更新世长期生活在青藏高原。10月30日,研究论文被国际著名学术期刊《科学》在线发表。

“狮子座流星雨”等天象

亮相11月天宇

天文预报显示,“水星西大距”“狮子座流星雨”“双星拱月”“半影月食”等天象会亮相11月天宇。

首先登场的是11月11日的“水星西大距”,如果天气晴好,公众有望在大距前后几天早晨一睹平日里难得一见的水星“芳容”。有着“流星雨之王”美誉的狮子座流星雨将于11月17日光临地球,我国感兴趣的公众可在17日和18日这两日的凌晨2时至黎明前进行观测。11月19日,木星、土星和月亮在视野上距离更接近了,届时,“双星拱月”将会形成一个“歪着嘴的笑脸”。

废弃塑料一步变氢气

近日,牛津大学联合剑桥大学的课题组,在《自然·催化》上报道了一种简单且快速的一步法催化分解废弃塑料的过程。该过程涉及微波引发的固-固催化反应,即将机械粉碎的塑料混合物与作为添加剂的铁氧化物/铝氧化物复合催化剂相混合,然后进行微波处理,使得大量的氢气迅速生成。

实验数据显示,高效的催化剂在暴露于微波后,氢气迅速析出,并在约90秒的时间内形成固体碳和其他小碎片。微波催化反应开始后30秒内,析出的氢气可迅速增加到80 vol%(指体积百分比)。

据介绍,本研究中使用的塑料袋(低密度聚乙烯)、食品包装袋(聚丙烯)和塑料泡沫(聚苯乙烯)等实际废弃塑料均从大型连锁超市使用的废料中收集而来。从塑料中快速、选择性地生产氢气和碳纳米材料,也为解决日益严重的塑料废料问题提供了一条可能的途径。

室温超导成功了!

近日,研究人员完成了几十年的探索,创造了第一个不需要冷却就能消除电阻的超导体:287.7K(约15℃)温度下的碳-硫-氫体系超导。但这种新型室温超导体只能在相当于地球中心压力3/4的压力下工作。换句话说,如果研究人员能够将这种材料稳定在环境压力下,超导应用的梦想就有望实现,比如用于磁共振机器和磁悬浮列车的低损耗电线和不需要冷却的超强超导磁体。相关论文10月14日刊登于《自然》。

首张人类蛋白质组测序草图绘成

在人类基因组图谱发布20年后,国际人类蛋白质组组织宣布,他们绘制出了人类蛋白质组首张测序草图,有望帮助科学家更好地理解生命并治疗疾病。

研究成员之一、加拿大英属哥伦比亚大学血液研究中心的克里斯托弗·奥威尔说:“最新草图对我们理解人类生命具有重要的里程碑意义。”人类基因组提供了人类基因的完整“蓝图”;而人类蛋白质组则确定了由上述蓝图内基因编码的生命组成部分——蛋白质,蛋白质之间的相互作用与疾病及人类细胞结构等密切相关。

据悉,最新蛋白质组草图囊括了人体约90%的蛋白质,有望帮助科学家更深入地了解蛋白质之间相互作用以及如何影响人类健康,从而为疾病预防和个性化医学提供重要信息。此外,鉴于许多人类疾病由蛋白质的组成或功能发生变化而引起,因此绘制出蛋白质组图谱将为疾病诊断、治疗和精密医学奠定基础。

疟原虫可“潜伏”血液数月

恶性疟原虫是导致疟疾的最主要寄生虫。一项最新医学研究发现,这种疟原虫可以通过改变自己的基因表达,在旱季存留于人类血液中,且不会导致疾病。该发现解释了恶性疟原虫如何残留在人体内同时不造成可见症状,等到蚊子种群在雨季卷土重来时,成为疟疾再度蔓延的“内部潜伏者”。

2017至2018年,科学家们追踪了年龄从3个月到45岁不等的600名马里居民。他们发现,这些人群体内的恶性疟原虫在旱季快结束时的基因转录模式很特别。这些特征帮助恶性疟原虫在人体内维持了较低水平的“储存库”,这个“储存库”可以不被免疫系统发现和清除,在雨季继续启动疟疾的传播。

绕开“恩绍定理”,磁场也可远程控制

1842年,数学家塞缪尔·恩绍提出了“恩绍定理”:单一稳定磁场无法维持一个稳定力学结构,这限制了科学家们“塑造”磁场的能力。在最新研究中,英国萨塞克斯大学和西班牙巴塞罗那自治大学等机构的研究人员携手,研发出一套经精心设计的电线组成设备,这套设备产生的磁场可以抵消有害磁场的影响,因而绕开了恩绍定理。

尽管此前已有人在更高频率上实现了类似效果,但这是科学家首次在低频和静态场域上实现这一点。研究人员表示:“我们的研究可能会带来一些重要应用,如对运动神经疾病患者进行更准确的诊断,加速量子技术的发展等。”在量子技术领域,外部磁场产生的“噪声”会影响实验读数,借助最新技术可消除这一影响,从而有望加速量子技术的发展。

月亮上的水比想象中多

月亮上真有很多的水吗?人们猜测,在月球两极附近,存在永久处于阴影状态下的陨石坑,深冷的坑中,水分以冰的形式呈现出来。

关于这一说法,近日发表于《自然·天文学》的两项研究给出了证据:月球极地真的存在阴暗的大坑,面积近4万平方千米。而且,研究者在非月球表面的地方发现了水的痕迹。

2008年前后,人类在月球探索到水的痕迹。为了进一步探明月球中的水分储量,科学家们做了一系列估算,确定了温度保持在-163℃的永久阴影极地中的水可能来自陨石、彗星和其他曾撞击月球的物体。他们还对高分辨率月球图像做了分析,从而得出更精确的阴影区域面积,并指出这些区域有60%都位于月球的南半球。

另一项研究则为月球上存在水提供了更确切的证据。科学家们使用NASA用于红外天文学的平流层望远镜,发现月球表面的窄带上,每公斤月球土壤可能含有100毫克~400毫克的水。几乎所有的水都被锁定在月球土壤颗粒间的阴影区域,或困在小型陨石撞击月球表面产生的物质里。

群体控制造出“电子艺术家”

10个以上的机器人同时在白纸上作画,会产生怎样的作品?近日,来自美国佐治亚理工学院的研究团队实现了这一幕。

12台同样规格、同样大小的机器人在画布上有条不紊地涂抹5种颜色,最终绘制出渐变色彩的画作:从黄色、橙色到粉色,再到青色和蓝色——尽管机器人的笔画略显抽象,但不难看出这是一幅夕阳风景画。

这些机器人之所以能完整地绘制出一幅作品,与它们的灵活应变、彼此间的协同控制有密切关联。但在实际应用中,通过集群控制实现多机协同,还面临着一系列挑战。

世界最高树木吸碳能力超估算

据英国《泰晤士报》报道,英国伦敦大学学院和美国马里兰大学研究人员用激光测量生长在美国加利福尼亚州北部的红杉后发现,世界最高树木重量远高于原来估算,吸收的碳元素也比原来估算的要多。

红杉是世界上最高的树种。研究人员测量发现,一株名为“阿姆斯特朗上校”的老红杉高88米、重110吨,而原来估算重量是70吨~90吨。与先前测量技术相比,激光测量结果更准确。基于新数据分析,加州红杉树林吸收的碳元素比原来估算多三成,地球热带地区树林吸收的碳元素比原来估算多一成。

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