近期科幻作品的流行着实让赛博朋克题材又火了一把，北京理工大学集成电路与电子学院的柔性电子器件与智造研究所团队的综述文章有助于我们理解剧中的电子皮肤将如何照进现实；几位研究者系统研究了北美和东亚地区丰富的巨型食肉性大熊猫类化石，可能会颠覆一些人对大熊猫的惯常认知……基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第三十七期。
1《Chinese Journal of Catalysis》丨摆脱“温室气体”标签，二氧化碳“魔鬼变天使”关键靠它
提及二氧化碳，人们的第一反应往往是温室气体。全球变暖给自然生态系统施加了种种不可逆转的影响，因此温室气体的负面效应始终备受关注。问题的另一面，就聚焦于如何利用、转化温室气体。二氧化碳的规模化、高附加值利用是当前全球公认有效的减碳技术手段，也被视为是应对气候变化的重要技术路径之一，对于各国达成双碳目标具有战略层面的意义。
然而，CO₂本身所具有的热力学稳定性、动力学惰性，决定了以它作为原料进行高效、规模化生产，必定会面临重重挑战。幸而科学家一向是勇于接受挑战的。近日，中国科学院大连化学物理研究所低碳催化与工程研究部（DNL12）刘中民院士团队就提出了二氧化碳与烷烃耦合制备芳烃大宗化学品的新途径。
该科研团队发现，借助酸性分子筛作为催化剂，可使CO₂与轻质烷烃发生耦合反应，同时促进芳烃的生成，产物中芳烃选择性高达80%。其进一步研究还证实了部分CO₂的碳原子直接进入了芳烃产物。据此团队介绍，这就意味着，这种制备方式优于之前的研究路径。之前CO₂与烷烃化学反应的路径是，将CO₂转化成CO，并减少氢气的生成，但CO₂的碳原子实质上并未进入烃类产物中。
众所周知，上述化学反应的产物芳烃是有机化学工业最基本的原料。芳烃产品广泛用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶、洗涤剂、增塑剂、染料、医药、香料、农药等工业，对发展国民经济起着举足轻重的作用。该研究不仅为二氧化碳“变废为宝”拓展了新思路，更在技术层面实现了更为高效的减碳。
2《Materials Today》丨想化身赛博朋克？电子皮肤可以安排上了！
化身赛博朋克，你准备好了吗？近期的一些科幻作品着实让赛博朋克题材又火了一把，其中的生化机械、脑机接口等技术、场景、桥段正在以越来越快的速度照进现实。
以电子皮肤为例，近日，北京理工大学集成电路与电子学院的柔性电子器件与智造研究所团队综述文章。顾名思义，电子皮肤像皮肤一样柔软，也具有和我们皮肤相类似的触觉感知。作为一种柔性电子技术，它可以被视作一种新型可穿戴柔性仿生触觉传感器。
为了让电子皮肤获得更快速、高效、兼容性强的传感功能，需要研究对特定类型的环境变量敏感或有选择性的功能材料，让电子皮肤能承担不同传感机制和电信号的物理转换过程，并能同时监测来自环境的多种刺激。
对此，该文章总结了多模态电子皮肤在识别和分解外界刺激、抑制干扰和去耦输出等四大方面的关键技术，详细阐述了多模态柔性电子皮肤的研究现状、关键技术、未来发展方向，相信这些前沿内容将为相关领域的发展提供很多有价值的参考。
3《Advanced Materials》丨“心”的希望：心脏移植后活得久还要活得好
1967年，南非心外科医生Barnard成功完成了人类历史上第一例心脏移植手术。虽然当时的患者术后因为肺部感染只存活了18天，但此举却敲开了医学上心脏移植这扇神秘之门。而今，心脏移植已成为治疗终末期心脏衰竭的有效方法。
据《科技日报》报道，2021年我国终末期心衰患者接近100万，对心脏移植治疗的需求量之大可见一斑。但当下，心脏移植存在着术后排异、移植心脏后患者发生慢性移植物血管病等问题。同时，长期、系统性使用抗排异药物，也会导致患者免疫防御能力降低，进而大大增加感染、肿瘤和肝肾功能损伤的概率。因此，移植后的器官功能状态就显得尤为重要。此外，异种移植的发展也使得开发更为有效的免疫调节策略成为一项亟待解决的研究难题。
对此，武汉大学人民医院心血管医院心血管外科王志维教授课题组与武汉大学化学与分子科学学院程巳雪教授课题组通力合作，探寻适合于防治心脏移植术后免疫排斥发生的新型免疫抑制策略，并在国际知名学术期刊《先进材料》在线发表相关论文。
该研究借助淋巴结靶向药物递送系统，对淋巴结内的免疫细胞进行精确的局部调节，提高器官移植后的存活率，并将免疫抑制的副作用最小化。这项研究提供了这样一种可能性，即让患者心脏移植后“活得久”还能“活得好”，延长寿命的同时能够改善生活质量。当然，该研究尚处于实验室阶段，究竟能否为广大患者带来福音，还有待临床试验去检验。
4《American Museum Novitates》丨四肢修长、奔跑如风、爱吃肉……没错，说的就是大熊猫“祖宗”
师氏印度熊，邱氏风神熊，科氏风神熊和西瓦郊熊头骨对比
“旅居大熊猫回归祖国怀抱”“四川大熊猫和花在动物园被粉丝围得水泄不通”……近期这些新闻频刷屏不禁让人感慨，大熊猫不愧是动物界“顶流”般的存在，集万千宠爱于一身。稀有珍贵圆滚滚、体格壮硕但吃素，种种反差都成了熊猫的“萌”点。
然而，新近的一篇论文可能会颠覆一些人对大熊猫的惯常认知。古脊椎所毕业生江左其杲和美国自然历史博物馆John Flynn，以及古脊椎所王世骐研究员、侯素宽副研究员和邓涛研究员系统研究了北美和东亚地区丰富的巨型食肉性大熊猫类化石后，发现并命名其为风神熊（Huracan），意指该熊类四肢修长，擅长奔跑。
据研究，风神熊在晚中新世出现，目前发现最早的记录是出现在中国甘肃临夏盆地，研究人员为该地区发现的风神熊建立新种——邱氏风神熊（Huracan qiui），意在向我国古生物事业、对临夏盆地系统研究做出巨大贡献的邱占祥院士致敬。
研究人员将风神熊与同样归属于大熊猫亚科郊熊族的成员（印度熊、郊熊）进行了对比。他们认为，风神熊的发现正式建立起了印度熊和郊熊之间的桥梁，或可作为论证印度熊和郊熊之间存在转化关系的关键一环。系统发育表明，风神熊和郊熊互为姐妹群，它们共同起源于早期的印度熊类。对风神熊的头后骨骼研究表明其肢骨结构较为适应奔跑习性，但前肢的力量和灵活性不如其他熊类，说明风神熊是一类会追击大型相对擅长奔跑食草动物（反刍类，骆驼等），但不适合捕杀非常强壮的大型食草动物（犀牛、象类）。
5《Journal of Advances in Modeling Earth Systems》丨透过更小的网格观察陆气交换，有什么新发现？
网格陆气耦合模拟的简单示意图。左图是在大气环流粗网格上进行陆气动量、热量和水汽交换，右图是新建的次网格陆气交换显式方案
在地球气候系统中，时时刻刻存在着能量、水分等物质交换。这其中，陆面和大气之间的交换，是影响气候变化的关键组成部分。目前，全球气候的研究模式是基于粗网格间距（~100公里）大尺度的陆气交换，气候模拟带来的误差可想而知。
对此，科学家通力合作，希望通过密织“观察之网”来减小误差。中科院大气所ICCES林光星研究员和美国太平洋西北国家实验室、劳伦斯-利弗摩尔国家实验室、科罗拉多州立大学的科学家们基于多尺度气候模式E3SM-MMF，建立了一个描述次网格，也即更小尺度的陆气耦合方案。
相比于旧有模式，该新模式减少了地表感热通量，但增加了地表潜热通量，同时增加了印度半岛、非洲中部、亚马逊等地区的降水量。这些因素降低了气候模式中长期存在的干偏差。研究还发现，考虑次网格陆气交换不但会改变大气环流，也能提升大气低层水汽含量，进而增强大尺度水汽辐合。
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发表于 2024-3-20 09:46:50
