冰期中被厚冰架覆盖的淡水北冰洋
2021-12-13
Nature封面:冰岛的钻石海滩和杰古沙龙冰河湖。Nature杂志第7844期封面文章报道了在最近的两次冰期中,北冰洋和旁边的北欧海曾主要由淡水组成,还被一个很厚的冰架覆盖。一直很难有证据证实北冰洋的大部分面积曾被冰架覆盖。Walter Geibert和同事分析了海洋沉积岩芯中的钍-230。钍-230来自盐水中的铀衰变。他们发现北冰洋和北欧海的多个岩芯层中都缺少钍-230,并认为这意味着不存在盐水。研究认为,冰架起到了大坝的作用,隔开了大西洋的盐水涌入。这一过程导致该地区在7万~6.2万年前及15万~13.1万年前充满了淡水。
人类基因组计划下的大发现时代
Nature封面:描绘了人类基因研究的发展历程。同心环代表人类染色体,不同的峰代表序列草图公布前(环上方)和公布后(环下方)引用该染色体上每个基因的出版物相对数量。Nature杂志第7845期封面文章报道了人类基因组序列草图如何帮助重塑生物学和医学研究,并细数了如今项目在数据采集、管护、获取方面存在的挑战。20年前,人类基因组计划(Human Genome Project)公布了首个完整的人类基因组序列草图,相关论文浓缩了近15年的研究工作。从此以后,科学界满怀期待地迈入了“后基因组”时代。
小扭转角度双层石墨烯的晶格动力学定域化研究
Nature封面:探究扭曲二纬材料(Probing twistronics)。Nature杂志第7846期封面文章报道了用纳米-拉曼光谱中的可见光对重构的扭转双层石墨烯进行了成像,并研究了这种晶格的振动模式。Ado Jorio和他的同事们将双层石墨烯的两个晶体网络稍微旋转,得到一种扭转结构,最后得到的晶格在原子水平成像后,揭示了一些振动模式具有定域化特征,并让研究团队得以探究这对电子性能的影响。研究结果朝着理解声子相关效应迈进了一步,或有助于“扭转电子学”(twistronics)的发展。
提高载流子管理制备高效率钙钛矿太阳能电池
Nature封面:太阳能电池。Nature杂志第7847期封面文章报道了一种制备钙钛矿太阳能电池的整体方法,能够提高对电荷载流子的管理。基于金属卤化物钙钛矿的太阳能电池由于电荷载流子复合过多,钙钛矿的光吸收能力一直受限。Jangwon Seo和同事们开发了一种制备高质量氧化锡电子传输层的沉积技术,并将其与一种能精确调控两种钙钛矿材料组合的策略相结合,从而在不牺牲太阳能电池活性层带隙的情况下提高光电性能。研究团队最后得到的太阳能电池拥有25.2%的光电转换效率,与硅电池相近,说明这两种技术的性能差距正在迅速缩小。
警察的种族和性别在芝加哥警民互动中的作用
Science封面:多样性和警务。Science杂志第6530期封面文章报道了在美国警察枪杀黑人事件备受关注之后,了解警察和平民的种族和性别是否会影响他们的互动十分重要。多元化是一项被广泛提议的警务改革,但由于数据的限制,很难测试不同身份的警官在类似情况下的行为是否不同。根据芝加哥的微记录,一项新的研究表明,与白人和男性警察相比,来自边缘群体的警察使用武力的频率更低,对轻微违法行为的拦截和逮捕也更少,尤其是西班牙裔和黑人警察,以及女性警察。这些差异在与黑人平民接触时尤为显著。
膜系线粒体蛋白合成机制
Science封面:线粒体的复合物。Science杂志第6531期封面文章报道了人类线粒体核糖体形成机制。这篇论文对人类线粒体中膜锚定蛋白(membrane-tethered protein)合成的分子机制做了深入阐释,不仅以前所未有的详细程度揭示了人类的线粒体核糖体是如何形成的,还解释了驱动生物能量学为生命提供燃料的过程的分子机制。这是对人类线粒体核糖体(mitoribosome)如何运作的一个基本的新认识,可以解释线粒体如何受到突变和功能失调的影响,从而导致耳聋等障碍和包括癌症在内的疾病。
地表变化
Science封面:通过比较飓风前后获得的SAR图像,可以看到与洪水相关的地表变化(黄色和红色表示日益显著的地表变化)。Science杂志第6532期封面文章报道了一种名为干涉合成孔径雷达(InSAR)的技术,該技术用于从太空探测地球表面的微小运动。自2018年以来,在轨民用和商用SAR卫星的数量增加了一倍多。而且今年至少还会有12个这样的项目启动,总数将超过60个。随着计算技术的进步,数据处理变得更加容易,卫星群可能很快就能探测到地球上几乎每一块土地每天甚至每小时的地表变化,这将使新的应用成为可能。
手术粘连:粘性巨噬细胞的问题
Science封面:巨噬细胞浸润腹膜腔伤口示意图。Science杂志第6533期封面文章报道了腹腔巨噬细胞进入损伤部位,形成直接的保护性伤口覆盖物。像海胆一样原始的多细胞生物将它们的器官藏在被巨噬细胞包围的腔体中,巨噬细胞是抗感染和修复组织的细胞。在哺乳动物中,巨噬细胞聚集成血栓样的结构来迅速封闭损伤。这种活动会产生意想不到的后果,例如手术后疤痕组织的不良生长,现在可以用于治疗。与无脊椎动物相似的是,体内巨噬细胞表达进化上古老的受体,这可能是预防粘附的潜在靶点。