國(guó)內(nèi)外最新科技創(chuàng)新與發(fā)現(xiàn)

◎ 本刊綜合報(bào)道

海草有助于對(duì)抗海洋塑料污染

近日，一項(xiàng)研究指出水下海草場(chǎng)可以捕獲、提取海洋塑料廢棄物，并將其帶到岸邊，從而幫助清除海洋里的塑料垃圾。相關(guān)論文刊登于《科學(xué)報(bào)告》。為了評(píng)估海草在捕獲和清除海洋塑料中的作用，西班牙巴塞羅那大學(xué)的Anna Sanchez-Vidal和同事，對(duì)2018年至2019年在西班牙馬略卡島4個(gè)海灘的海草垃圾中收集的塑料廢棄物進(jìn)行了測(cè)量。馬略卡島有大面積的海草場(chǎng)，同時(shí)近岸處有大量塑料。在42個(gè)松散的海草葉樣本中，其中50%發(fā)現(xiàn)了塑料廢棄物；在198個(gè)海草纖維球中，17%的海草纖維球上纏繞著塑料廢棄物。研究人員表示，在每公斤散葉和海草纖維球中發(fā)現(xiàn)的塑料制品最多分別達(dá)613個(gè)和1470個(gè)。利用這一數(shù)據(jù)以及對(duì)地中海海草纖維產(chǎn)量的估計(jì)，Sanchez-Vidal等人認(rèn)為，地中海海草場(chǎng)的海草纖維球每年或能捕獲多達(dá)8.67億個(gè)塑料制品，不過(guò)，能被帶到岸邊的塑料制品數(shù)量以及沖上岸的塑料制品命運(yùn)尚不知曉。

加拿大、荷蘭啟動(dòng)量子網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目

近日，加拿大Xanadu公司宣布與MaRS公 司、創(chuàng)新顛覆實(shí)驗(yàn)室合作創(chuàng)建首個(gè)加拿大量子網(wǎng)絡(luò)（CQN）。此量子網(wǎng)絡(luò)將從以上述3家機(jī)構(gòu)為節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，為合作伙伴組織提供一個(gè)量子測(cè)試平臺(tái)，以訪問(wèn)和開(kāi)發(fā)量子密碼、量子通信和量子計(jì)算領(lǐng)域的新應(yīng)用，預(yù)計(jì)將于2021年投入使用。CQN的長(zhǎng)期愿景是構(gòu)建加拿大全國(guó)量子互聯(lián)網(wǎng)，潛在應(yīng)用包括量子安全通信、量子傳感和分布式量子計(jì)算，加強(qiáng)選舉、金融交易、政府、執(zhí)法部門和軍方的信息系統(tǒng)安全性。之前，荷蘭量子技術(shù)公司QuTech宣布與電信公司KPN、荷蘭信息通信技術(shù)研發(fā)組織SURF和OPNT公司合作，共同構(gòu)建連接荷蘭蘭德塔德城市群的第一個(gè)量子網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)量子網(wǎng)絡(luò)連接相距甚遠(yuǎn)的量子處理器，進(jìn)而利用高速光纖連接構(gòu)建第一個(gè)全功能量子網(wǎng)絡(luò)。量子通信網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)將隨著時(shí)間的推移向全球量子網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)安全通信、位置驗(yàn)證、時(shí)鐘同步、遠(yuǎn)程量子計(jì)算等應(yīng)用。

無(wú)人機(jī)搭建移動(dòng)量子光學(xué)中繼鏈路

近日，南京大學(xué)中科院院士祝世寧團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，在兩架相距200米的重約35千克的無(wú)人機(jī)之間構(gòu)建了一個(gè)小型的移動(dòng)量子光學(xué)中繼鏈路，實(shí)現(xiàn)了相距1公里的兩個(gè)地面站之間的糾纏分發(fā)。這一成果近日發(fā)表于物理學(xué)旗艦刊物《物理評(píng)論快報(bào)》。一年前，該團(tuán)隊(duì)嘗試由一架無(wú)人機(jī)中在空中分別向兩個(gè)便攜式地面站發(fā)送光子，并首次成功實(shí)現(xiàn)基于無(wú)人機(jī)的糾纏光子分發(fā)，成果發(fā)表于我國(guó)的國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》。在此次實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)添加了第二架無(wú)人機(jī)，作為第一架無(wú)人機(jī)和地面站之間的中繼站。此次論文的通訊作者之一謝臻達(dá)教授介紹，將光學(xué)中繼的節(jié)點(diǎn)放到飛行狀態(tài)的小型無(wú)人機(jī)上，在數(shù)千克的載荷限制內(nèi)實(shí)現(xiàn)單光子的高精度跟瞄接收和重新發(fā)射，猶如百步穿楊。值得欣喜的是，實(shí)驗(yàn)成功了。謝臻達(dá)表示，今后可以嘗試在多臺(tái)無(wú)人機(jī)之間通過(guò)中繼交換量子信息，將信息傳得更遠(yuǎn)，散得更廣。無(wú)人機(jī)之間的量子傳輸不受固定的光纖傳輸?shù)挠绊?，沒(méi)有介質(zhì)損耗，而且組網(wǎng)靈活，例如在應(yīng)急、急救場(chǎng)景的量子通信中，可以臨時(shí)組網(wǎng)、多次組網(wǎng)，也可以覆蓋行駛中的車輛，還可以鏈接到衛(wèi)星和光纖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球量子組網(wǎng)。

熱帶雨林或?qū)⒊商荚?/h2>

近日，一項(xiàng)新研究發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。在接下來(lái)的幾十年里，氣溫上升可能導(dǎo)致包括雨林在內(nèi)的陸地生態(tài)系統(tǒng)變成釋放碳的碳源。生態(tài)系統(tǒng)作為碳匯的作用程度取決于溫度。這是因?yàn)樯镄枰粋€(gè)最佳溫度范圍，其間它們可以正?；顒?dòng)。美國(guó)北亞利桑那大學(xué)的Katharyn Duffy和同事為植物構(gòu)建了一個(gè)溫度依賴曲線，這一模型預(yù)測(cè)了地球上所有陸地植被對(duì)溫度變化的反應(yīng)。該模型利用FLUXNET的數(shù)據(jù)建立，后者是一個(gè)監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)碳交換的全球氣象傳感器網(wǎng)絡(luò)。對(duì)植物來(lái)說(shuō)，溫度升高可能導(dǎo)致光合作用速率降低?？紤]到植物也會(huì)釋放二氧化碳，因此生態(tài)系統(tǒng)有可能逐漸從溫室氣體的凈儲(chǔ)存者轉(zhuǎn)變?yōu)閮襞欧耪?。研究結(jié)果表明，這些陸地系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為碳源的臨界點(diǎn)可能在20至30年內(nèi)到來(lái)。英國(guó)利茲大學(xué)的David Galbraith對(duì)這項(xiàng)研究表示歡迎?！斑@是一個(gè)非常有用的貢獻(xiàn)，有助于我們對(duì)未來(lái)做出更精確的預(yù)測(cè)?！彼f(shuō)。

印尼發(fā)現(xiàn)最古老動(dòng)物壁畫(huà)

世界最古老的動(dòng)物壁畫(huà)很可能在印尼，而且和豬有關(guān)。近日，《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)布了這項(xiàng)考古發(fā)現(xiàn)：在印尼蘇拉威西島南部的洞穴里，來(lái)自澳大利亞格里菲斯大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)了3頭豬的壁畫(huà)以及幾只手的模具，其歷史可追溯至45000年前。這篇論文的通訊作者亞當(dāng)?布魯姆是格里菲斯大學(xué)的考古學(xué)者，2017年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了關(guān)于3頭豬的壁畫(huà)遺跡——當(dāng)?shù)厝松踔炼紝?duì)這些洞穴里的“寶藏”一無(wú)所知。這一發(fā)現(xiàn)也讓布魯姆和同事非常震驚，因?yàn)檫@是整個(gè)地區(qū)已知保存最完整的具象動(dòng)物畫(huà)之一。壁畫(huà)上的3頭豬中每一頭都長(zhǎng)1米多，由紅色顏料繪制而成。經(jīng)鑒定可能是蘇拉威西島疣豬，這種短腿野豬為該地特有，獨(dú)特的面部疣也是該物種的一大特色。布魯姆等人發(fā)現(xiàn)，從新發(fā)現(xiàn)的壁畫(huà)上收集的礦物至少有45500年的歷史。這意味著最早的現(xiàn)代洞穴藝術(shù)并非產(chǎn)生于冰河世紀(jì)的歐洲，而起源于更早的時(shí)代。

同濟(jì)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)揭示心跳“中樞”的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)志物

近日，同濟(jì)大學(xué)陳義漢院士、薛志剛教授合作研究，借助起搏細(xì)胞分離技術(shù)、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和分析技術(shù)、細(xì)胞影像學(xué)技術(shù)、基因修飾技術(shù)、細(xì)胞誘導(dǎo)分化技術(shù)和系列電生理學(xué)技術(shù)，從單細(xì)胞分辨率水平解析出了竇房結(jié)起搏細(xì)胞的核心基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了竇房結(jié)起搏細(xì)胞的潛在重要前景的生物標(biāo)志物。研究成果在線發(fā)表于最新一期國(guó)際權(quán)威雜志《自然-通訊》上。研究團(tuán)隊(duì)揭示了從鼠到兔到猴三個(gè)物種的竇房結(jié)起搏細(xì)胞的集群類型和分子體系。他們通過(guò)信息學(xué)技術(shù)和功能驗(yàn)證，初步證明了不同物種的竇房結(jié)起搏細(xì)胞均包含一個(gè)控制心臟跳動(dòng)的“主導(dǎo)集群”。而且他們發(fā)現(xiàn)這些集群的細(xì)胞分散于竇房結(jié)的不同區(qū)域，這種分布特征可能有利于心跳的穩(wěn)態(tài)維持。他們鑒定出了控制心臟跳動(dòng)的核心基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。他們還發(fā)現(xiàn)了竇房結(jié)起搏細(xì)胞的生物標(biāo)志物，他們提示Vsnl1可能是一個(gè)可用于鑒定起搏細(xì)胞和探索心律失常的生物標(biāo)志物。