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科技动态

2011-08-15

大众科技 2011年4期

科技动态

转基因方法让蚕吃得少吐得多

科学家曾通过传统杂交手段获得高产、抗病的新家蚕品种,使养蚕业获益匪浅。但好景不长,这种方法很快遭遇蚕丝产量停滞的瓶颈。科学家又突发奇想,能否将转基因的方法运用于提高蚕丝产量上,让蚕“吃得少、吐得多”呢?3月15日,中科院上海生命科学研究院的李胜研究员和西南大学的夏庆友教授及其研究团队发表在由中国科学家主办的国际生物学学术期刊《细胞研究》上的论文研究结果显示,这个“贪婪”的想法可以付诸实现。

该研究团队在一种叫做GAL4/UAS的转基因家蚕品系中进行实验,通过Ras1CA基因在家蚕后丝腺中特异地超表达,使蚕丝蛋白生产和丝的产量提高60%,而食物消耗量却只增加20%,桑叶蚕丝转化效率提高了30%,蚕丝质量没有受到明显影响,在蚕业生产上呈现出良好的应用前景。

据李胜介绍说,家蚕丝腺,特别是后丝腺生产的丝蛋白决定了蚕丝的产量。蚕丝成分相当复杂,用转基因方法改变一种或数种丝蛋白,可能会改变丝的构造,降低蚕丝的品质。最好的办法是只让丝腺增大,但是别的组织器官不发生变化。于是在研究中便把家蚕丝腺变成一个“良性肿瘤”:把丝腺变大,但正常吐丝,并且不影响蚕丝的构造和蚕丝的品质。而GAL4/UAS转基因系统的最大优点是可在特定组织或者特定器官里使某基因获得功能或者丧失功能。所以,在后丝腺中特异性表达癌基因Ras,导致后丝腺轻度癌化,形成一个“良性肿瘤”:后丝腺变大,转基因家蚕正常吐丝,蚕丝构造和品质没有太大改变。而研究进一步发现,Ras1通过增大后丝腺体积和促进丝蛋白合成来提高蚕丝产量,是家蚕后丝腺发育的主效调控基因之一。

李胜说,从目前的研究方法和应用趋势来看,应该不会有什么副作用。因为家蚕的主要用途是产丝,而不是食用,应不会对人身产生直接的危害。(科技网)

世界首台帕金森治疗仪研制成功

由我国专家研制的世界首台帕金森治疗仪“经颅磁电脑病治疗仪”近期在哈尔滨通过了黑龙江省科技厅组织的专家鉴定。鉴定结果表明,“经颅磁电脑病治疗仪”(也称奥博帕金森治疗仪)填补国内外空白,经颅磁电技术在物理治疗帕金森病领域居国际领先水平。这标志着世界首台帕金森治疗仪在哈尔滨问世,突破了目前国际上治疗帕金森病主要依赖药物和手术的局限,让这一世界性医学难题有了新的治疗方法。

据悉,全球大约有400多万帕金森病患者,中国已超过200万,且每年新增近 10万。目前,药物治疗只能控制症状而不能治愈,手术治疗主要有毁损术、脑深部电刺激术和组织细胞移植术,毁损术因其对脑神经的破坏不可逆,还会产生并发症,现已不主张采用;脑深部电刺激术,即安装脑起搏器,因需要在脑内植入异物而存在风险,且费用高昂;组织细胞移植术,利用立体定向技术向脑内移植能够产生多巴胺的神经细胞尚处于探索中。

“经颅磁电脑病治疗仪”项目,是由黑龙江高新技术企业哈尔滨奥博医疗器械有限公司孙作东研究员率队承担的黑龙江省“十一五”科技攻关计划项目。孙作东是“脑细胞激活论”创立者,他经过多年脑科学基础理论研究与临床实践,对帕金森病治疗提出新观点,即激活多巴胺能神经元是治疗帕金森病的关键,并率领科研团队应用内源性神经递质调控技术,历时 5年成功研制这一治疗仪,并于今年 1月31日获得了国家医疗器械注册证。经临床验证,奥博帕金森治疗仪特别适用于轻、中度帕金森病的治疗,可明显改善因此所导致的震颤、僵直、运动迟缓等症状。

近日,该项目被黑龙江省政府列为拟予以重点推进的“十二五”战略性新兴产业重大生物工程项目。目前,奥博帕金森治疗仪已进入产业化生产,首批产品已经下线。(科技日报)

在干旱和大风荒漠环境可种植耐盐植物

中科院海洋研究所近期发布消息,由该所邢军武研究员完成的盐碱荒漠和盐碱农业研究取得重大突破。

邢军武通过长期研究,克服了大风和干旱对碱蓬和其他盐生植物种植的不利影响,可在内陆极端干旱的高盐碱环境大规模种植碱蓬和其他盐生植物,建立植被,消除裸露的盐碱荒漠及其盐渍化与盐碱尘暴的扩散,实现生态环境的改良和优化并建立高效盐碱农业产业。该成果已获国家知识产权局发明专利授权(“一种在干旱和大风荒漠环境种植耐盐植物的方法”)。

我国有超过14亿亩盐碱地分布在东北、西北、华北以及中部和沿海地区。由于干旱缺水降雨稀少,土壤和地下水中过高的盐碱含量导致植被缺乏甚至寸草不生,在干旱和大风的影响下,这些荒漠盐碱环境中的盐碱粉尘随风飞扬,形成的盐碱尘暴肆虐成灾,导致水土流失,盐渍化扩散,耕地因盐渍化而减产或绝收以致弃荒,庄稼树木枯死,成为次生荒漠。盐碱粉尘还引起水源、河流、湖泊和大气污染,引发多种疾病,危害人畜健康。

该发明是“十一五”期间中科院知识创新工程重要方向课题“高效盐土农业关键技术研究与示范”和科技部科技支撑计划项目“碱蓬高效栽培技术研究与开发”课题的技术成果之一,得到了中科院农业项目办公室的长期持续支持。该发明通过建立植被消除和控制盐碱荒漠与盐碱尘暴,建立盐碱农业产业,对改变我国西北、东北、华北、华中以及沿海盐碱地区和周边地区城镇农村的生态环境,克服耕地和淡水资源不足,提高国家的食物和能源供给能力等都具有深远的战略意义。(科技日报)

我国科学家发现高等植物次要捕光复合物的晶体结构

近期,国际著名期刊自然结构分子生物学在线发表了中科院生物物理所常文瑞院士课题组关于高等植物光合膜蛋白——菠菜次要捕光复合物CP29的2.8分辨率三维晶体结构的论文。这是继2004年该课题组解析了菠菜主要捕光复合物LHCII晶体结构之后的又一重要突破,也是国际上首个高等植物次要捕光复合物的晶体结构。

自然界的光合作用是由一系列镶嵌在光合膜上的蛋白色素复合物(如光系统I和光系统II)协同配合来实现的。对于这些蛋白复合物精确三维结构的研究,将对阐明光合作用的分子机理,并以此为基础利用、模拟光合作用,实现“人工光合作用”具有重要意义。

植物光合作用的原初反应是从捕光开始的,在光系统II核心复合物的外周有一个复杂而高效的捕光天线系统,它由位于最外周的主要捕光复合物LHCII和位于LHCII与反应中心之间的次要捕光复合物CP29、CP26和CP24共同构成。CP29是最大的蛋白,它不仅捕获太阳能并将能量高效传递到反应中心,还在LHCII与反应中心之间的能量传递中起到桥梁作用。

多年来,国际上一直没有解析CP29的晶体结构。欧洲几家实验室曾获得过CP29的微晶,但都因晶体质量难以提高而最终选择放弃。常文瑞课题组经过5年多的研究,率先独立解析了来源于高等植物菠菜的CP29晶体结构。

CP29晶体结构的解析,纠正了多年来很多功能研究中一直广泛应用的一个预测CP29模型。

CP29这一重要光合膜蛋白三维结构的测定,为从原子水平上深入研究高等植物次要捕光复合物的高效捕光、能量传递,尤其是光保护等能量调节机制提供了结构基础。

该项研究工作得到科技部、自然科学基金委和中科院的资助。(科技日报)

我国首个自主知识产权智能终端操作系统面世

中国联通近期在京召开发布会,正式推出沃Phone智能手机及我国首个自主知识产权的智能终端操作系统,国外软件企业在该领域长期一统天下的局面有望得以改变。

沃Phone系统以Linux内核为基础,包含智能终端图形交互系统、核心功能库、应用框架、安全套件、业务模型组件、基础应用软件等多层架构软件实体。该系统可支持WCDMA、CDMA、TD—SCDMA及未来的 LTE等多种网络制式,其应用可覆盖金融、证券、医疗、交通等众多行业,并可满足平板电脑、电视机等多种移动终端的需要。

中国联通从2008年就开始组织相关企业开始3G移动智能操作系统和基础软件平台的自主研发工作,该项目也是国家“核心电子器件、高端通用芯片级基础软件产品”重大科技专项的课题之一。

出席会议的科技部副部长曹健林表示,中国联通沃Phone手机及操作系统的推出,不仅打破了国外软件产业对智能终端操作系统的垄断,提升了中国企业的自主创新能力和产业竞争力,而且有助于终端生产厂家及时、快速地根据多样化市场需求设计并推出新产品。

据中国联通技术部总经理兼联通研究院院长张智江介绍,目前7款沃Phone手机已开发完成,其中2款已通过工信部的入网监测进入生产阶段,预计下月上市销售。

中国工程院院士、中国联通科技委主任刘韵洁随后在接受采访时表示,该操作系统的研发成功表明我国已在技术层面做好准备,但若要大规模推广自主知识产权的智能终端操作系统并形成完整产业链,则还需要加大投入,由政府进行总体规划。(科技日报)

我国自主研发电动汽车驱动电机新技术达国际先进水平

由昆山悦利电动汽车有限公司自主研发的电动汽车用无位置传感器永磁同步电机控制系统,通过了省级新技术鉴定。鉴定委员会专家认为,该系统填补了国内空白,达到国际先进水平,建议尽快推广应用。

作为清洁、节能的新型交通工具,电动车具有无与伦比的优势,是唯一可以做到“零排放”的车辆。驱动电机是电动汽车中的主要部件,起着至关重要的作用。永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,成为电动汽车的首选驱动电机。

昆山悦利电动汽车科技有限公司研发的“电动汽车用无位置传感器永磁同步电机控制系统(HX300A)”,具有体积小,效率高,性能好,可靠性高等特点,可用于电动车辆的驱动系统。该控制系统速度跟踪快、反应灵敏,可满足电动车辆快速起动、加速、爬坡、频繁起停等要求,并提高了电动车辆实际运行工况范围内的效率,增加了电池一次充电后的续航里程。此外,该控制系统具有电动车辆要求的限流驱动、过流保护、堵转保护、电池欠压保护等各项功能,保证了电动车辆的安全运行。专家认为,作为一项拥有自主知识产权的新技术,该控制系统在电机快速降速控制、高效怠速功能、电动车用无位置传感器永磁同步电机矢量控制等方面具有技术创新。(科技网)

高密度铁电阻变存储器研究获重大进展

移动硬盘读写速度太慢?随身 U盘容量不够?电子标签逐一扫描费时?这些日常生活中与数据相关的问题,其实都与“存储器”有关。3月1日,复旦大学对外发布,复旦大学信息科学与工程学院微电子学系江安全教授在高密度铁电阻变存储器(Ferro-RRAM)的研究中取得重大进展,他带领的研究小组与中科院物理所、首尔大学、剑桥大学等教授合作,基于BiFeO3薄膜,证明了一种铁电自发极化方向调制的p-n结电流,可运用于高密度信息的非挥发存储。这也就意味着,在存储器领域中,读写速度更快、可靠性更强、体积更小的存储器有望诞生,其原理已经取得实验证实。

据江安全教授介绍,铁电存储器最大的优点在于读写速度快。打个简单的比方,我们现在使用电脑读取硬盘时,无法实现较快速度的原因不在于CPU的技术无法实现,而是因为有大量的时间耗费在了数据交换上。相比现在使用广泛的闪存硬盘以毫秒为单位的运转速度,铁电存储器可以达到几十纳秒,快了106倍,可广泛应用于高性能移动数字设备和电脑中,大大提升读写数据的效率。

江安全教授介绍,正是由于铁电变阻器在“高密度”研究方面的成功突破,使得它单位体积内的存储容量比现有的电容存储器等有了巨大的提升空间。在未来,像现有U盘大小的存储器可以有几十G的存储量,将不再是梦想。除了信息高密度存储和快速擦写特性,铁电存储器还具备了电压低、成本低、损耗低、体积小的优点,具有极大的产业化潜力,尤其是在电子标签、移动电话、公交卡、随身听、游戏卡和数码相机等耗电少的电子产品中将率先得到应用和发展。比如,在电子标签领域,也就是我们所熟悉的“条形码”,在提高每个几分钱成本的前提下,使用铁电存储器可以大大节省结账的时间,原本需要逐一扫描的条形码可以成批同时扫描。

从理论上而言,铁电存储器可以在千兆赫兹以上的快速电路中与 CPU中枢直接对话,最终可以形成一种通用存储器,从而替代目前市场上各种类别的存储器,具有极广泛的商业价值。

此次复旦大学的高密度铁电阻变存储器研究成果已在材料类国际顶级刊物《Advanced Materials》(即《高级材料》)杂志上发表,并申请了基于该原形器件工作原理的两项国内发明专利和一项国际专利,为其今后的产业化进程奠定了基础。(科技网)

不同阶段的核辐射防护措施

针对全球密切关注的日本 9.0级大地震所引发的福岛核电站泄漏事件,军事医学科学院放射与辐射医学研究所研究员、博士生导师彭瑞云近期在接受科技日报记者专访时表示,在发生核与辐射突发事件后,不同阶段可采取不同的防护措施。

核泄漏早期应采取的防护措施主要有:(1)隐蔽:这是防止来自放射性污染物的外照射和内照射最筒单的方法。隐蔽是指在放射性采取的防护措施主要有污染物到达以前躲在室内,关闭门窗。隐蔽时应注意避开门窗,必要时可用砖、土坯、沙袋将窗户加以屏蔽。(2)尽可能快速撤离:撤离是指人员从受核泄漏污染区撤到安全地区。撤离的人群应是受照剂量较高、可能发生确定性损伤效应的较小人群,而对较大人群应采取隐蔽的方法。(3)必要的药物防护:可在专业医生的指导下服用碘化钾片。

核泄漏中期应采取的防护措施主要有:(1)搬迁:即将人群从沾染区迁移出去。(2)控制人员进入污染区:除执行抢救、监测等任务的人员外,其他人员一律不准进人沾染区。(3)控制摄入受污染的食物和饮水:这是防止人员食入受到沾染的食物和饮水所造成内照射的主要措施。当放射性物质发生泄漏后,环境会被沾染,从而使蔬菜、水果、水源等受到放射性沾染,应对食物和水加以控制。如必须食用沾染食物时,可用水洗或去掉被沾染的表层、削去果皮的方法去除蔬菜和水果表面的放射性污染物。(4)洗消建筑物、道路及工作场所受到放射性物质的污染:可进行清扫、水洗、覆盖或刮去表层等。

核泄漏时个人应当采取的防护措施主要包括:(1)呼吸防护:可用防尘口罩,在没有口罩的情况下,可用手帕、纸巾、餐巾、衣服等捂住口、鼻。如果将口罩或其他防护材料浸湿,其防护放射性物质效果更佳。(2)体表防护:可用任何着装用品如帽、头巾、雨衣、手套和靴等,并可翻起衣领、围上围巾、扎紧袖口和裤脚等方法,可减少体表放射性物质的沾染。(3)洗消以除放射性物质沾染:皮肤除沾染的最好方法是淋浴,在没有淋浴的情况下,可用水洗身体裸露部位,如脸、手、颈部等,特别应注意有油泥的部位以及耳、鼻、眼周围,应进行彻底擦洗。(4)健康检查:如外周血象是否降低,是否有呕吐和腹泻等胃肠道症状。一旦发现有异常放射性物质或上述不适症状,应尽快到专业医疗机构进一步检查和治疗。(科技网)

国防科大突破中低速磁浮交通核心技术

从国防科技大学获悉,经过30年攻关,该校掌握了拥有自主知识产权的中低速磁浮交通核心技术。近期,在北京市开工和启动建设的8条城市轨道交通网络化运营线路中,S1线西段工程将采用该技术,建设我国首条中低速磁浮交通运营示范线。此举表明,我国成为世界上继日本之后拥有中低速磁浮交通运营线路的国家。

从20世纪80年代开始,国防科大教授常文森率领课题组围绕磁浮交通的核心关键技术展开自主创新,相继突破了悬浮导向控制、转向架、总体设计与系统集成等一系列核心关键技术。1999年,该校与北京控股集团有限公司合作,承担了“十一五”国家科技支撑计划重点项目“中低速磁浮交通技术及工程化应用研究”,双方联合国内17家科研单位与企业协作攻关,实现了关键装备的全部国产化,形成了中低速磁浮交通技术工程化能力,为我国发展中低速磁浮交通奠定基础。

2010年3月,该项目通过包括5名院士的权威专家组的审核验收,认为我国已掌握中低速磁浮交通系统的悬浮控制、牵引控制、运行控制等核心关键技术,掌握了中低速磁浮交通的系统技术,达到世界先进水平。

记者在北控唐山试验基地看到,中低速磁浮交通试验示范线长1.5公里,设计有70%的坡度,50米弯道半径,两辆编组的磁浮列车运行最高时速可达105公里。乘坐磁浮列车十分平稳,几乎感觉不到噪声。

磁浮列车车厢磁场与一般家电产生的磁场相当甚至更低,是一种电磁环境友好、安全可靠、绿色环保的城市轨道交通系统。发展中低速磁浮交通对于解决我国城市交通问题、促进节能减排、实现绿色发展具有积极的意义。(科技日报)

稀土异戊橡胶首次用于载重子午轮胎

由中科院长春应用化学研究所和中国石油吉林石化分公司研究院共同承担的国家科技支撑计划项目“异戊橡胶生产技术开发”近期取得重要进展,稀土异戊橡胶中试产品成功应用于全钢载重子午轮胎,可40%替代天然橡胶,经中国橡胶工业协会材料检测研究中心检测评价,轮胎的成型、加工和使用性能基本不受影响。目前吉林石化分公司正在建设千吨级异戊橡胶生产装置,将于2011年上半年交付验收。

异戊橡胶又称“合成天然橡胶”,因其结构最接近天然橡胶,成为天然橡胶的最佳替代品,可广泛应用于轮胎、胶带、胶管等橡胶应用制品,是合成橡胶七大基本胶种中我国唯一未能工业化生产的胶种。尽快实现异戊橡胶的规模产业化,不仅可以解决我国天然橡胶资源不足的问题,而且可以带动碳五馏分的综合利用。中科院长春应化所与中国石油吉林石化分公司在国家科技支撑计划项目“异戊橡胶生产技术开发”的支持下,开展了异戊橡胶生产技术开发。先后在催化剂、聚合和凝聚工艺,异戊橡胶顺式含量、分子量及其分布的控制等方面取得重要突破,首创具有我国自主知识产权、高分子量、窄分子量分布和高顺-1,4结构含量的新型稀土异戊橡胶,并在20升连续聚合模试装置上开展了大量试验,开发出中试产品,并将其成功应用于全钢载重子午胎。(科技日报)

哈工大实现低温生物制氢

由中国工程院院士任南琪领衔的哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室生物制氢科研团队,基于最新的微生物电化学辅助产氢原理,通过改进系统启动策略率先实现了低温(4℃)生物制氢,突破了传统制氢技术的温度限制。

这一成果近期发表在英国皇家化学学会主办的国际著名期刊《能源与环境科学》(影响因子8.5)。该杂志目前在180多个环境与能源领域国际学术期刊中排名第一。这是哈工大生物制氢科研小组邢德峰副教授和论文第一作者博士生路璐,继2009年开发微生物电解池耦合发酵产氢技术、2010年实现蛋白质底物产氢后,在生物制氢研究中取得的又一重要成果。

该论文在线发表的同时,另一家著名的学术期刊《化学世界》杂志迅速对这一成果进行了新闻专栏报道,评述认为该研究发现的低温产氢是生物制氢领域的突破性进展,同时指出低温生物制氢技术,降低了维持运行的加热成本。领域内的美国科学家评述该研究成果时,认为这是一项取得了重要进展和令人印象深刻的研究。

迄今为止,现有制氢方法均不能突破低温限制。微生物电解池技术(microbial electrolysis cell,MEC)是2005年提出的新一代生物制氢技术,它结合了微生物和电化学技术的优点,与传统生物制氢技术相比,具有高效氢气转化和高能量效率等特点。该项研究正是基于MEC技术证实了低温条件产生氢气的可行性,为寒冷地区生物制氢技术的开发应用提供了崭新思路。(科学时报)

禽流感H9N2病毒与H1N1流感病毒易发生重排

中国农业大学动物医学院刘金华教授课题组最新研究认为,禽流感H9N2病毒与H1N1流感病毒很容易发生重排,且部分重排病毒的毒力明显提高。他们的研究成果发表在近期出版的美国PNAS(《美国科学院院刊》)上。

文章的第一作者是农业部人畜共患病重点实验室孙怡朋博士,通讯作者为刘金华教授。文章说,自2009年猪源H1N1/2009流感病毒暴发以来,在世界范围迅速传播,给人类健康造成严重威胁。重排也叫杂合,是流感病毒进化的主要方式之一,历史上多次流行的流感都是病毒重排的结果。

刘金华说,H9N2亚型流感病毒是家禽中的主要流感病毒亚型,不少报道证实了禽H9N2流感病毒可以跨种间感染与传播到猪和人,另一方面,H1N1病毒已在人群中持续流行,且已在猪群中存在。因此,这两种亚型的病毒在自然界有很大的机会发生重排。

课题组利用反向遗传操作技术和小鼠模型对H1N1病毒和禽H9N2病毒的重排性开展了研究。他们发现,这两种病毒极易发生重排,重排病毒容易感染小鼠且部分重排病毒较两株亲本病毒致病力明显提高。通过对强毒力重排病毒基因组分析发现,所有强毒力病毒的PA基因均来自于H1N1流感病毒。

这一研究成果为未来流感病毒的防控提供了重要的理论参考。研究结果提示,在流感监控中应重视新型重排病毒的产生,尤其是那些携带有H1N1源PA基因的重排病毒。(科技日报)

我国高速列车关键材料弹簧实现国产化

国家科技支撑计划项目《高速重载列车及车辆用弹簧钢及弹簧制品》课题近期在贵阳通过验收。专家认为这一课题攻克了高速重载列车及车辆用弹簧钢的多个关键技术难题,并形成了相应的技术创新点,产品性能达到国际先进水平。

这一课题的研究成功标志着我国高速列车关键材料弹簧国产化问题已成为现实。同时,课题解决了贵州省钢铁行业及国内弹簧制品行业的重大技术难题,对于建设西南地区弹簧生产基地具有重要意义。

据介绍,随着我国铁路六次大提速的完成,对高速、重载列车关键材料及其部件的需求巨大,全面采用进口产品增大了国内铁路提速的成本,不利于高速、重载列车配套产业的持续发展。因此,对高速、重载列车关键材料及其部件进行研究开发并尽快实现国产化已经迫在眉睫。而弹簧作为车辆走形部关键零部件,其质量直接影响着行车的安全性。

据了解,由贵州省科学技术厅组织,南方汇通股份有限公司、首钢贵阳特殊钢有限责任公司、贵州大学和贵州科创新材料生产力促进中心等单位联合申报的这一课题,2008年得到科技部批准立项。

来自北京科技大学、北京机电研究院、华南理工大学、株洲电力机车有限公司等有关专家的验收意见认为,这一课题攻克了高速重载列车及车辆用弹簧钢在成分控制、冶炼和轧制工艺优化及弹簧制品的高强韧产业化技术难题,弹簧热卷制成形装备、热处理工艺、磨削工艺及其制品检测等方面形成了相应的技术创新点,产品性能达到国际先进水平。

目前这一课题通过研发与产业化工程建设,形成了高速重载列车及车辆用弹簧钢 1万吨/年、弹簧制品 100万组/年的生产能力,解决了高速、重载列车高性能长寿命弹簧国产化的问题,可取代进口产品。课题执行期间,销售收入达2.76亿元。(科技日报)

首台羰基镍合成转动釜落户金川

近期,拥有自主知识产权的国内首台羰基镍合成转动釜顺利安装在了金川集团公司万吨羰基镍项目工地,标志着我国羰化冶金工艺装备制造步入快速发展轨道。

羰基镍转动合成釜是羰化冶金大项目生产线上的核心设备,用于中压合成粗羰基镍,涉及大型釜体转动、剧毒介质密封等多项技术难题,全球仅有几家生产企业垄断此项技术。羰基镍合成转动釜首次将高压生产工艺转换成中压,缩短了工艺流程,加快了反应速率,羰化合成率提高到95%以上,安全性能大幅提高,填补了国内羰化冶金领域的技术空白。

据悉,总投资达9亿元的年产1万吨羰基镍项目预计在今年12月建成投产,该项目将极大地改善我国镍钴等稀缺矿产资源的综合利用能力,大幅提高有色冶金新材料领域技术水平。(科技日报)

一个小芯片使普通液晶电视画面三维立体

一台普通液晶电视,只需装入一片指甲盖大小的芯片,出来的画面就产生了三维立体的视觉。这个名为“清立方”的立体视频芯片,由清华大学自主研发,实现了平面视频高质量的立体转换,行话说就是2D转3D。

近期,清华大学对外演示了这项立体视频技术,一台安装了“清立方”芯片的电视,裸眼看上去与普通2D电视没区别,当戴上特制的眼镜再看时,完全变了,看到的是一台3D电视。据该项研究负责人戴琼海教授介绍,清华正在与国内知名电视厂家合作,在未来三年研制出裸眼3D电视。他还介绍说,该芯片还可装入机顶盒中,通过高清立体视频机顶盒就可看3D电视。

立体视频技术是数字媒体领域重要发展方向,这项技术可实现场景的立体感知与高临场感呈现,相对于传统影视和虚拟现实技术,是一种革命性的突破。立体视频技术攻关涉及基础科学和工程技术等多学科领域,近年来国际上研发和应用的竞争日趋激烈。

戴琼海教授介绍,“清立方”芯片的研究历时十年,在平面视频立体转换、立体视频采集、制作、编码传输和播放等方面,形成了一系列自主知识产权的核心关键技术。其中,三维重建算法等核心技术通过国际权威测试平台的评测,若干重要指标取得国际领先地位;获得62项国内外授权发明专利和3项软件著作权,形成可支撑产业化应用的关键技术集成平台;特别是,技术成果的应用经受了国际同行激烈竞争的考验,平面视频立体转换核心技术经国外厂商竞标评测、集成商用,并全球公开发售。在演示现场,富士通公司与清华大学签订合作协议,把该技术引进日本。而海尔已经启用该技术,下半年生产出3D电视。(科技网)

我国自主生产的1.5T超导磁体实现产业化

商用1.5T超导磁体在南京丰盛超导技术有限公司正式下线。这是我国首次完全依靠自己的能力掌握和生产超导磁体这一核心技术和核心部件,打破国外企业在该技术上的垄断地位,从而使我国成为世界上第4个具备超导磁共振制造能力的国家。

磁共振成像技术是当代临床医学中最为重要的医学影像诊断技术之一,多年来我国磁共振成像系统的研发只在低磁场的永磁体(0.5T以下低磁场)技术上徘徊,而对临床效果更好的超导型磁共振技术长期以来一直被国外所垄断,1.5T以上磁共振设备全部依靠进口。

为攻克这一难题,江苏省科技厅2010年组织产学研创新资金项目招标,将重大电子医疗装备关键技术及系统作为重点项目。从2008年起就一直致力于超导磁体研发的丰盛超导技术有限公司联合北京大学、江苏省人民医院进行了项目应标并一举中标。省科技厅划拨800万项目资金支持这3家单位联合进行高场超导磁共振磁体研发项目。2010年 1月27日,作为3.0T超高场超导磁体研发项目的阶段性成果,首台1.5T超导磁体研制成功。时隔不到一年,丰盛超导技术有限公司又将这一重大科研成果转化为商业化产品,为将来开发3.0T等高端系列产品奠定了坚实的基础。

超导磁体的国产化将明显降低超导磁共振系统过高的价格,对扩大应用范围、解决老百姓看病难看病贵的问题起到促进作用,为提高全民健康水平作出贡献。目前,1.5T超导磁体已经启运前往苏州安科,并将与苏州安科自主研发的其他部件一起集成为可投入临床使用的磁共振成像设备。(科技网)

我国科学家研究发现p53调控葡萄糖代谢新途径

从中国科学技术大学获悉,国际著名学术期刊《自然·细胞生物学》近期在线发表了该校生命科学学院教授吴缅和美国宾夕法尼亚大学医学院教授杨小鲁的合作研究结果——肿瘤抑制因子p53通过直接抑制葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性调控细胞的生物合成。专家称,该成果对癌症治疗具有重要潜在价值。

p53是迄今为止发现的细胞中最为重要的肿瘤抑制因子之一,人类50%以上的肿瘤细胞中都发现有它的缺失或突变。近年来,研究人员发现p53在细胞代谢,尤其在葡萄糖代谢中也起着重要作用。吴缅和杨小鲁小组研究发现,p53在细胞中的一条葡萄糖代谢旁路即磷酸戊糖途径的调控上发挥了重要作用。

他们通过实验证明,p53可以与磷酸戊糖途径上第一步反应的关键酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶相结合,并抑制其活性。在细胞正常的情况下,p53参与阻止这一旁路的进行,细胞中的葡萄糖因此被主要用于酵解和三羧酸循环,产生细胞生长所需的能量。但在p53发生突变或缺失的肿瘤细胞中,p53失去了与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶结合的能力和对该酶的抑制,细胞中平时较少使用、被p53抑制的磷酸戊糖途径因此被激活。大量的葡萄糖通过这一旁路被消耗,却不能产生细胞生长所需要的能量,而产生大量还原剂及戊糖,满足了肿瘤细胞的快速、无限生长。另外,这一研究还第一次提出,p53除了具有基因转录活性外,还具有催化功能,能使葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性降低。

吴缅介绍说,上述成果表明,通过准确选择药物作用的靶位并干预磷酸戊糖途径,有望在肿瘤治疗中实现新的突破。(科技日报)

我国主导的IEEE 1888绿色节能国际标准发布

近期,经美国电气和电子工程师协会标准协会(IEEE-SA)批准,由我国企业主导制定的IEEE 1888标准(Ubiquitous Green Community Control Network,泛在绿色控制网络协议)正式发布,此举标志着我国在绿色节能国际标准制定方面取得重大突破。

IEEE在标准发布时表示,IEEE 1888标准源自中国的创新技术,由中国成员发起并得到其他国家成员的支持。IEEE 1888是首个以绿色节能为宗旨,信息通信技术与节能减排融合的创新型技术标准,该标准支持广域IPv4和IPv6网络,是IEEE在节能减排和物联网领域具有标志性的全球标准。IEEE 1888工作组由中国电信、天地互连公司、北京城建院、清华大学、北京交通大学于2008年发起成立。(科技日报)

99 .9%高纯烷氧基硅烷实现量产产品可广泛用于涂料等新材料领域

长期困扰我国多晶硅行业的副产物处理技术获得重大突破。近期,“多晶硅副产品四氯化硅化学法处理和综合利用”在成都通过成果鉴定和中试验收。该项目不仅实现对多晶硅副产物四氯化硅的大规模“变害为宝”,还一举突破国内无法连续生产高纯有机硅中间体的技术难题,生产出的99.9%高纯烷氧基硅烷产品可广泛用于涂料、电子化学品加工等新材料领域。

随着光伏、电子产业高速发展,近年来多晶硅产业在我国迅速兴起,但其副产物四氯化硅的处理一直制约行业发展。按目前国内技术水平,每生产 1吨多晶硅将产生 14—18吨的四氯化硅;预计到2012年底我国多晶硅年产能达8万吨后,四氯化硅将达100万吨以上。实现四氯化硅“变害为宝”,已成为我国硅材料及光伏产业发展急需解决的问题。

作为四川省科技厅近年来支持金额最大的技术攻关及成果转化项目,由乐山科立鑫化工自主开发建设的国内第一套千吨级连续、封闭塔式“多晶硅副产物制备高纯烷氧基硅烷系统装置”,通过将四氯化硅和低级脂肪醇在一定工艺条件下反应,成功制得有机硅中间体——烷氧基硅烷产品。该中试项目于去年10月建成以来,已具备四氯化硅处理能力4500吨,可制备出高纯烷氧基硅烷产品4200吨,副产品31%的盐酸1万吨。经检测,其产品质量稳定,纯度达99.9%以上。

科立鑫化工董事长牟浩斌透露,今年4月,企业将投资3亿元启动万吨级产业化装置建设,其设计年处理四氯化硅能力将达4.2万吨、年产烷氧基硅烷4万吨,并以此为原料生产特种硅油、有机硅化学品及其他下游产品3万吨,预计实现年产值7.5亿元。(科技网)

我国科学家提出肝癌预防判断与治疗新的潜在靶标

国际一流学术期刊《癌细胞》杂志新一期发表了我国科学家在肝癌研究方面的创新性发现论文。该成果由第二军医大学免疫学研究所所长、医学免疫学国家重点实验室主任曹雪涛院士课题组及其合作者完成。

研究表明,microRNA-199能够靶向抑制一种肝癌激酶分子进而抑制下游的一个信号通路从而抑制了肝癌细胞的生长,肝靶向性腺相关病毒载体介导的microRNA-199基因治疗能够显著延长肝癌裸鼠生存期。由此提出microRNA-199是肝癌预防判断与治疗新的潜在靶标,为肝癌生物治疗找到了新方法。(科技日报)

我国学者发现汉族人群冠心病基因位点

国际著名学术期刊《自然·遗传》在线发表了华中科技大学生命学院人类基因研究中心王擎教授等的研究论文,他们运用全基因组关联分析方法,首次在中国汉族人群中发现了与冠心病发病相关的易感基因位点。携带该基因位点变异的人,患冠心病的风险比普通人高出50%。

据华中科技大学博士生、该论文的第一作者汪樊、徐承启介绍,冠心病是一类由遗传、环境因素及其之间的相互作用引起的复杂疾病,具有一定的家庭聚集性和遗传倾向。人体基因组中多个疾病易感基因的“微效作用”累积是致其发病的内因,而不良环境、饮食则是致其发生的外在因素。而全基因组关联分析是应用 50万~100万个可以覆盖人类全基因组的遗传变异对一个人群进行全基因组扫描,再通过大样本的病例对照关联研究,以期发现影响人类性状或复杂性疾病易感基因的方法。

“过去的4年中,在几十人组成的团队的共同努力下,我们检测了 7593个中国汉族样本,才发现了这个编号为6p24.1的基因位点。”该论文的通讯作者、华中科技大学教授王擎说, “人种不同,各种疾病的易感基因位点和数量也会有所差异,我们找到的易感基因位点 6p24.1,就没有在白种人群中发现。”

王擎表示,中国汉族人群的冠心病易感基因位点,不会仅此两个,但要寻找更多的位点,就需要更大的样本量,进一步研究。

据介绍,这一发现可称得上是我国近年来冠心病研究领域中最重要的成果之一,它对理解冠心病发生的分子机制、开展冠心病个体化预防及治疗措施方面的探索性研究具有重要的科学意义。“在汉族人群中,拥有这一冠心病易感基因位点的人数约为 5%。”王擎说,“这些人应该注意养成良好的生活习惯,例如戒烟、多运动、健康饮食等。”(科技日报)

淋巴细胞的“杀癌”和“护癌”机制研究有新突破

复旦大学上海医学院免疫学系储以微教授课题组经 3年潜心研究发现,有一种从细菌中提取的名叫“BLP”的细菌脂蛋白,一旦与存在于T淋巴细胞表面的TLR-2受体“一对一配接”后,可以调动一群具有杀伤性T淋巴细胞明显增强其杀伤癌细胞的能力,同时,这种“一对一配接”还可以削弱和抑制另外一群调节性 T淋巴细胞“保护癌细胞”的能力。这一新发现为恶性肿瘤治疗提供的传统放化疗法以外的副作用更小、专一性更强、更有效的免疫“生物治疗”奠定了坚实的基础。

T淋巴细胞是一种免疫细胞,在罹患恶性肿瘤时,它们中有的会发挥作用,奋力杀伤肿瘤细胞,但是,也有的T淋巴细胞非但不去杀伤肿瘤细胞,并且还会阻止其他淋巴细胞杀伤癌细胞。因此,如何调动“良性”杀伤性T淋巴细胞勇猛杀“癌”的积极性,并有效抑制“恶性”调节性T淋巴细胞的破坏作用,一直是国内外医学界科学家希望探索的“奥秘”。

储以微教授课题组经研究发现,“BLP” 细菌脂蛋白与存在于T淋巴细胞表面的TLR-2受体“一对一配接”后,会在两群T淋巴细胞中诱导两条不同的信号。对“良性”的杀伤性 T淋巴细胞来说,激发了正向的信号通路,而对“恶性”的调节性T淋巴细胞来说,则激发了负向信号通路,最终导致不同的效应。相关深层次机制研究正在进行中。

上述成果已发表在最新一期的免疫学专业权威杂志《Journal of Immunology》上,并被美国哈佛大学和英国剑桥大学等顶尖专家组成的国际权威机构的在线科研评价系统“Faculty of 1000” 推荐为“必读成果”。Faculty of 1000对该研究给予高度评价:“这一有趣的研究表明,‘BLP’ 细菌脂蛋白发挥抗肿瘤效应,不是通过直接作用于固有免疫系统或抗原提呈细胞,而是通过抑制调节性T淋巴细胞功能,进而促进杀伤性T淋巴细胞的活性。该研究成果为转化医学及免疫‘生物治疗’奠定了坚实的基础。”(科技日报)

中国疾病预防控制中心发现新布尼亚病毒是“蜱咬病”元凶

在3月17日出版的《新英格兰医学杂志》上,发表了中国疾病预防控制中心发现会导致严重临床疾病的最新研究成果,该论文以详实的科学研究证据揭示是一种新的布尼亚科病毒引起发热伴血小板减少综合征的病原。目前该病毒已被命名为发热伴血小板减少综合征布尼亚病毒,简称新布尼亚病毒。这是近年来,特别是SARS冠状病毒发现以来世界上在病原学研究方面的重大突破。

2003年SARS疫情之后,我国建立完善了中国疾病预防控制网络直报信息系统,基于这一系统和在湖北、河南等地陆续报告了以发热、胃肠道症状、血小板减少和白细胞减少为主要临床表现的感染性病例,少数患者病情较重,并因多器官衰竭、救治无效死亡的情况,引起社会广泛关注。

2010年5月中国疾病预防控制中心将该类病例定义为“发热伴血小板减少综合征”,即蜱咬病,中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所李德新所长带领实验室科研人员1个月内分离到一株病毒,并完成了病毒的全基因序列测定和同源性比较,该病毒可能为布尼亚病毒科白蛉病毒属的新病毒。通过对该病毒基因结构和形态特征的详细分析,确定该病毒为一种新的布尼亚科病毒,进而用大量病例证明了新布尼亚病毒和发热伴血小板减少综合征的因果关系。

我国分别自 1966年和 1982年分离到引起新疆出血热(国际上称为克里米亚-刚果出血热)的病毒和引起流行性出血热的病毒后,一直都认为我国只存在这2种对人类致病的布尼亚科病毒。发热伴血小板减少综合征病因的确定、新的布尼亚科病毒的发现突显了我国病毒学和新发传染病的研究已达到一个新的、更高的水平,为我国乃至世界新发传染病的研究和防控工作提供了可贵的经验。(科技网)

美国利用大肠杆菌高效生产生物燃料

新华社洛杉矶3月17日电,美国科学家发明了一种新方法,可以利用大肠杆菌生产一种新型生物燃料——正丁醇,生产效率比以往的方法高出约十倍。

天然的大肠杆菌不能制造正丁醇,加州大学洛杉矶分校的研究人员说,他们利用基因改造的方法使大肠杆菌拥有制造正丁醇的能力,并设法增强代谢过程,提高正丁醇生产效率。

利用这种新方法,从每升培养基中可以生产出15克到30克正丁醇,而此前的方法产量只有每升1克到4克。有关论文发表在美国最新一期《应用及环境微生物学》杂志上。

有一些微生物天然具备制造正丁醇的能力,但制造过程会产生副产物,增加了分离提取正丁醇的成本。研究人员说,利用大肠杆菌可以只产出正丁醇,没有副产物。

大肠杆菌是一种容易操控的微生物,已经用于多种化学物质的工业化生产。研究小组希望在新方法基础上继续改进,发明出更加有效、可用于正丁醇工业化生产的工艺。

正丁醇是一种醇类有机物,每个分子拥有4个碳原子,是重要的化工原料,作为燃料有着优良性能,并且可以利用现有的汽油运输系统和发动机系统,无须进行系统改造。如何用生物方法高效生产正丁醇,是当前生物燃料的热点课题之一。(新华网)

新铁碳材料能提高锂电池储电能力

德国卡尔斯鲁厄技术研究所近期发表公报说,该研究所利用纳米技术研发出一种能明显提高电动汽车用锂电池储电能力并降低电池成本的新型铁碳储电材料。

公报说,为了突破传统锂电池的储电瓶颈,卡尔斯鲁厄技术研究所下属的纳米技术研究所一直在研制一种能在很小的储电单元内储存更多电力的全新铁碳储电材料。但是此前这种材料的明显缺点是充电周期不稳定,在电池多次充放电后储电能力明显下降。为此,研究人员改用一种新的合成方法。他们用几种原始材料与一种锂盐混合并加热,由此生成了一种带有含碳纳米管的全新纳米结构材料。这种方法在纳米尺度材料上一举创建了储电单元和导电电路。

研究人员称,目前这种稳定的铁碳材料的储电能力已达到现有储电材料的两倍,而且生产工艺简单,成本较低,而其高性能可以保持很长时间。

领导这项研究的马克西米利安·菲希特纳博士说,如果研究小组能够充分开发这种新材料的潜力,将来可以使锂离子电池的储电密度提高5倍。(新华网)

新材料可解玻璃防水雾难题

加拿大拉瓦尔大学的科学家成功研制出一种新型玻璃防水雾涂层材料,涂层不会对玻璃的光学性质产生任何影响。他们认为该材料可以最终解决汽车玻璃、眼镜片以及光学镜头的防水雾难题。相关文章发表在最新出版的《应用材料与界面》杂志网络版上。

据研究小组负责人拉罗切教授介绍,这种新型涂层材料由基于聚乙烯醇的吸水材料制成,具有阻止在其表面形成使玻璃和塑料变得模糊的水雾的性质。这种超薄涂层材料可以长时间保留在玻璃表面,能够将玻璃表面的水完全去除,不会在玻璃表面形成任何微小水滴。

研究人员介绍说,该项技术的难点在于如何使涂层材料与玻璃表面能够长久结合在一起。他们首先在玻璃表面涂抹上多层特殊的分子材料,将其作为基础层,这种基础层表现出很强的黏性。然后,他们再将防雾材料涂抹于其上。

研究人员声称,目前已有的防雾涂层经不住清洗,因此需要经常重复涂抹,而新的涂层技术只需一次涂抹。拉罗切教授表示,他们正在与一家大型眼镜厂商讨论这种新型防雾涂层技术的专利转让问题。(科技网)

日本开发出纳米管制作新技术

日本研究人员在2月28日英国的《自然·材料》杂志网络版上发表论文说,他们开发出一种制作纳米管的新技术,只需在室温条件下将原料简单地混合在一起,就能高效地制造出宽约1纳米的纳米管。

据介绍,京都大学教授北川宏率领的研究小组,将铂离子与“4,4-联吡啶”和乙二胺这两种有机物以及碘在室温下依次混合,各种材料就自然结合在一起形成了纳米管。

研究小组利用同步辐射加速器“SPring-8”探查了纳米管的结构,发现铂离子与两种有机物形成一个约1纳米的四方形“框架”,以碘为四角“支柱”,层层叠加,形成了筒状的纳米管。研究小组确认,利用这种方法完全能够制作出稳定的纳米管。

这种纳米管表面有大量的超微孔,能够吸收水和酒精,却几乎不吸收氮,可以像活性炭那样作为吸附剂使用。研究小组认为,通过改变制作纳米管的有机物的种类,还可以改变其吸收分子的种类。

北川宏指出,新技术无需高温和大型装置,简单高效,连小学生都能掌握运用。他说,由于如此制作的纳米管具有半导体性质,因此还可以应用到电子器件上。(新华社)

硒化锌光纤在美首次研制成功

由美国宾夕法尼亚大学化学系教授约翰·巴丁领导的科研小组,首次研制出具有硒化锌内核的光纤。这种光纤能更加自如高效地控制光,激光雷达技术的应用因此更加广泛,比如可改良医学激光器,优化军事上使用的对抗激光器,改进环境感测激光器。相关研究成果将发表在最新出版的《先进材料》杂志上。

据介绍,这一新技术的关键就是将硒化锌这种化合物嵌入光纤结构中,这也是以前没有人做过的。巴丁领导的科研小组使用高压化学淀积技术,在二氧化硅玻璃毛细管内淀积出硒化锌波导核,最终研制成了新型光纤。这种高压淀积法对在有限空间内制成如此细长的硒化锌核起着不可替代的作用。(科技日报)

芯片远程供电实验设备问世

美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发出一种微流体芯片,可利用无线电频率发射器(RFID)来为电泳实验供电。这是科学家首次开发出芯片远程供电实验室设备。

电泳是利用电场来操纵带电粒子的一种技术。为了提高通量,科学家已经开发出一些微型芯片,不过这些芯片往往需要配以庞大笨重的电气设备。

加州大学圣地亚哥分校的研究人员将芯片电路印刷在一块塑料板上,电路板的空腔中含有大量微孔,并充入带负电的纳米粒子。负电粒子最初呈随机运动状态,研究人员引入可识别RFID的电场,此时负电粒子被困在带正电荷的微孔中。利用RFID识别卡发送无线电频率脉冲后,将产生电流为芯片供电。

该设备的特点是生产成本低,简单易用,如果将 RFID发射器安装在显微镜上,可利用显微镜和摄像机来捕获粒子移动的图像。研究人员表示,该芯片对于习惯使用光学显微镜进行疾病诊断的病理学家和临床医生来说是一个福音,它可以简化复杂精密的电子设备的操作,进而提高医生的疾病诊断能力。(科技日报)

最新一代PureCell-400型磷酸燃料电池供电系统

美国联合技术公司(United Technology Corp.)宣布,最新一代固定式磷酸燃料电池PureCell-400型系统已实地运行 10万小时,取得里程碑式的成就。PureCell -400设计系统由空气处理单元、供电单元、电控单元、热能与水处理单元、燃料工艺单元、冷却模块组成并实现远程监控。燃料电池采用天然气为原料,最大输出功率 400千瓦,输出60HZ 480伏三相交流电,每小时产生热能170万Btu,整体能效达到90%,二氧化碳排放指标1100 lb/MWh,噪音低于60分贝,清洁高效,使用寿命20年。特别是燃料电池组寿命长达10年,是上一代200系统的2倍和其他商用燃料电池竞争系统的3-4倍,耐久性能优越。一套400系统可满足美国3000余家庭用户一年多的能耗需求,可安装于学校、医院、工厂、办公建筑内外、屋顶和地下室,可以并入电网或独立供电使用。

成本参考:在美国新泽西州安装两套(2×400千瓦)带冷却系统的400概念型,在没有政府补贴下的安装成本为410万美元(实际上联邦和州政府目前给予近一半资助和补贴)。其运行成本视安装地点电价和天然气价格而定,假设天然气市场价格11美元/MMBtu,每度电价0.2美元,则两台400千瓦燃料电池装置用于数据中心供电的综合效率(加上燃料电池热能利用)一年可节约电费94.8万美元;每度电价0.12美元,一年可节约27.3万美元。

美国联合技术公司(UTC)燃料电池研发与生产具有40多年历史,在碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池制造方面经验丰富,其研发的碱性燃料电池最早被用于阿波罗计划,目前仍是美航天飞机、自动太空舱使用燃料电池供应商,自上世纪90年代早期以来,UTC Power已经为全球19个国家设计、制造和安装 300多套固定式磷酸燃料电池供电系统。 (科技部)

德国马普学会利用激光照射技术开发稀土超导材料

近期,德国马普学会动态结构研究小组成功利用强红外激光脉冲照射将稀土氧化物陶瓷材料(La1.675Eu0.2Sr0.125CuO4)转变为高温超导体:在高于绝对零度20度的温度下,该稀土氧化物陶瓷材料在瞬间变成了超导体。

研究结果证明:材料的非导电状态与导电状态之间没有明显区别,只需要百万分之一秒强红外激光脉冲照射可使这些电子“同步”进而具有导电性;而且非导电材料中电子已经处于同步状态,只是某些东西阻止了这些电子的运行,特定激光束可移除这些阻碍,并释放出它们的导电性能。该项研究为材料导电性能产生提供了全新的研究方式,相关研究结果发表在《科学》杂志上。(科技部)

造纸黑液转化为车用燃料

瑞典 CHEMREC公司近年来成功研发了黑液气化技术并积累了商业化经验。这家总部设在斯德哥尔摩、在瑞典北部城市Pitea拥有工厂的企业,2004年开始实施黑液气化项目,截止2009年中该项目已经运行了11000小时,每天可将20吨黑液气化。

黑液气化后的气相成分,在高温高压条件下经气-固相催化反应,可生成甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)。CHEMREC公司提供造纸黑液气化技术与合成气,丹麦HALDOR TOPSOE公司提供气体合成甲醇和二甲醚的技术,两公司合作生产甲醇和二甲醚。甲醇和二甲醚既是重要的有机化工产品,又是良好的车用燃料。

该项目2008年得到欧盟第7框架计划和瑞典能源署的共同资助,瑞典和欧洲的多家公司参与,项目总资金为2840万欧元,设计生产能力为4吨二甲醚/天。该项目2009年开始建设,预计将于近期投入试生产。

作为项目的合作者与产品用户,沃尔沃公司改造了 14辆重型卡车的发动机系统,使其油箱、喷油器和发动机管理软件都适合二甲醚燃料,这些卡车将使用新燃料进行性能测试。瑞典Preem石油公司负责在哥德堡、延雪萍、斯德哥尔摩和Pitea市建立4个二甲醚加油站。

纸浆和造纸是瑞典传统行业,黑液是造纸过程的副产品,内含30%水、40%可燃有机物和30%碱盐,据估算瑞典每年约产生 7000万吨黑液。CHEMREC公司的黑液气化技术为造纸废液转化为能源开辟了新途径。据知瑞典能源署已在CHEMREC公司气化项目基础上增加投资达到 30亿克朗,预计到2013年投产,年生产能力为14万吨甲醇或10万吨二甲醚,可供2000辆重型卡车使用。(科技部)

聚变反应实验条件模拟成功

目前的商业核电站都是用核裂变来发电,核聚变迄今还无法用于大规模商业核电站中。最近,美国国家点火装置(NIF)项目的科学家攻克了点火装置中两个关键难题,如太阳般的极端高温以及均匀的、使标靶不会失形的压力,从而演示了在激光驱动下产生核聚变所需的条件。研究结果发表在近期出版的《物理评论快报》上。

与核裂变相比,聚变反应能产生同样巨大的能量但核废料却更少。NIF的目标是实现聚变反应,最终用来生产可持续的清洁能源。NIF科学家们正在研究的是一种惯性约束聚变(ICF),即在高能激光热量和压力条件下的聚变,将一个1英寸(约2.5厘米)见方的金质燃料芯块(称为“黑体辐射空腔”)作为氢同位素原子核发生聚变的场所。ICF反应的目标是获得点火,让聚变反应内部的燃料芯块所产生的能量,比激光引发反应时所提供的能量高10至20倍甚至更高。

在最近的实验中,NIF科学家获得了类似太阳的极端高温以及均匀、使标靶不会失形的压力。他们用一种直径2毫米的塑料小球代替了金质黑体辐射空腔,将192束激光聚集在含氦元素的塑料球上,所产生的巨大热量中近90%转换为X射线,使温度达到360万摄氏度。在这一温度下,2毫米直径的塑料球各向均匀收缩为只有1/10毫米。

NIF副主管爱德华·莫斯表示,新实验已经模拟出聚变反应发生的实验条件,比以前更加切实可行,并有望在明年上半年进行真正的演示。研究人员目前正在对含有不等量氘和氚的小球进行测试,以检验不对称向心聚爆的可行性,以实现最终的点火。

尽管实验条件看起来相当成熟,但真正的点火跟实验还有些不同。真正点火时,燃料芯块中用的不是氦而是铍元素,并包含了氢同位素氘和氚。激光产生的X射线使铍产生一种向内的向心聚爆,将震波传给氢同位素,进一步提高氘和氚原子核的温度,达到临界点后,它们才会克服彼此的斥力而聚合在一起。(科技网)

多因素造就海啸强度

日本东北地区发生强烈地震后,印尼气象部门随即发出海啸警报,中国国家海洋预报台也表示,这次地震可能会在震中周围数百公里范围内引发区域海啸。

历史上环太平洋地区的大地震往往都能引发大小不一的海啸。因此每当这个地区出现地震时,各国气象部门都会对海面情况进行严密监测,以确定是否发布海啸警报。但地震是否一定引起海啸?地震震级越高海啸的破坏力也越大吗?

海啸是一种具有强大破坏力的海浪,有时浪高可达数十米。这种“水墙”内含极大能量,它以极快的速度运动,冲上陆地后会造成巨大破坏。1960年智利大海啸形成的波涛,就冲击了整个太平洋。

海啸通常由风暴潮、火山喷发、水下坍塌滑坡和海底地震等引发。其中,海底地震是海啸发生的最主要原因,历史记录显示,特大海啸基本上都是海底地震所引起的。

大多数海底地震发生在太平洋边缘地带,称为“亚延地带”。海底地震发生后,使边缘地带出现裂缝。这时部分海底会突然上升或下降,海水会发生严重颠簸,犹如往水中抛入一块石头一样会产生“圆形波纹”,故而引发海啸。

此外,地震海啸的产生还会受海底地震震源断层、震源区水深条件、震级、震源深度等条件影响。比如,震源位于深水区比浅水区更易产生海啸。当震源断层表现为错动时,不会产生海啸,而如果震源断层表现为倾滑,就可能引起海啸。

不过,海底地震未必一定就会引发大海啸。中国地震局提供的统计资料显示,在1.5万次海底构造地震中,大约只有100次引起海啸。一些专家则认为,引发海啸的地震震级一般在里氏6.5级以上,震源深度在25公里以内。

即便是强烈地震也不一定就会导致海啸。如2005年印尼苏门答腊岛附近海域发生8.5级强烈地震,就没有引发大海啸。专家解释说,这是因为此次地震的震源比较深,因此虽然震级很强,但海底地表上下错动幅度可能也比较小,因此没有形成海啸。

除了与地震震级等相关外,部分专家还表示,海啸的发生与全球气候变化也有关系。2004年的南亚大海啸发生后,中国国家气候中心有关专家进行相关分析后指出,这场由海底地震引起的大海啸与全球气候变化导致的海平面上升等因素密切相关。(科技网)

国际电动汽车技术标准研究发展迅速

近年来,电动汽车技术标准研究在世界范围内得到了广泛重视,国际标准化组织标准体系(ISO)和国际电工委员会标准体系(IEC)两大国际标准化组织也明显加快了电动汽车相关国际标准的制定和修订工作,ISO已发布标准 26项,正在制修订标准11项;IEC已发布标准14项,正在制修订标准16项。国际汽车强制性法规体系UN/WP29也加快对电动汽车强制性检测内容进行研究和修订工作。

同时,美日德等国在采用相关国际标准的基础上,也都建立起了自己的电动汽车标准法规体系。例如,美国电动汽车标准主要由美国汽车工程师学会(SAE)负责制修订工作,已发布电动汽车标准32项,正在制修订标准43项,其中有27项是插电式混合动力电动汽车标准。

“十二五”期间,我国亦将积极支持电动汽车重要标准的制修订工作,旨在建立起相对完整的我国电动汽车标准体系,全面支撑我国新能源汽车战略性新兴产业的发展需要。(科技部)

《2010年全球创新报告》三大重要发现

1月31日,汤姆森·路透集团(Thomson Reuters)公布了《2010年全球创新报告》(2010 Global Innovation Report)。报告有三大重要发现:

1.航空航天技术的专利活动进入活跃期。世界范围内,航空航天领域的专利申请活动几乎每年以25%的速度增加。但是到了2009-2010年度,有关空间飞行器和卫星技术的专利活动,增加了 108%。前三名企业分别是日本的夏普(Sharp)、韩国的LG和三星。

2.半导体领域的专利活动在 12个技术领域中下降最快,专利申请和授权总数量较上一年下降9%,主要集中在集成电路(Integrated Circuits)、分立装置(Discrete Devices)、芯片(chips)和膜混合集成电路(Film & Hybrid Circuits)。但是在半导体材料和加工领域,韩国的三星和海力士(Hynix)以及日本的东芝的专利活动仍然呈上升趋势。

3.计算机及外围设备领域的专利申请和授权数量连续两年在十二大领域位于首位。2010年,该领域的世界专利申请量为212622件。但是,与2009年相比,这一数量下降了6%。(科技部)

嵌段共聚物纳米膜能过滤水中细菌

据美国物理学家组织网近期报道,美国科学家使用嵌段共聚物合成出一种新式的纳米膜,该膜可过滤掉饮用水中的细菌。科学家认为,这种纳米膜或可解决一个多年悬而未决的全球健康问题:如何将细菌从饮用水中隔离开。该研究发表在《纳米快报》杂志上。

纽约州立大学水牛城分校的化学家扎维德·罗扎耶夫领导的研究小组,使用嵌段共聚物合成出一种新式纳米膜,该纳米膜含有直径约为55纳米的孔隙,这种孔隙的大小足以让水分子成为“漏网之鱼”,但细菌却无法通过;而且,嵌段共聚物拥有的特殊属性能让孔隙平均分布于该纳米膜上。

罗扎耶夫表示,商用膜在孔隙密度或孔隙大小的一致性方面都存在局限,但新式纳米膜上的孔隙分布均匀,孔隙的大小也整齐划一,该膜可作过滤膜使用。并且,这个直径为55纳米的孔隙是迄今为止科学家使用嵌段共聚物制造出的最大的孔隙。增大孔隙会增加水流、降低成本、节省时间。另外,直径为50纳米到100纳米的孔隙也足够小,任何细菌都无法通过。(科技网)

纳米级光学显微镜研制成功

英国和新加坡研究人员近期报告说,他们制造出能够观测50纳米大小物体的光学显微镜,这是迄今观测能力最强的光学显微镜,也是世界上第一个能在普通白光照明下直接观测纳米级物体的光学显微镜。

英国曼彻斯特大学研究人员和新加坡同行当天在新一期《自然·通信》杂志上报告了这项成果。由于光的衍射特性的限制,光学显微镜的观测极限通常约为1微米。研究人员通过为光学显微镜添加一种特殊的“透明微米球透镜”,克服了上述障碍,使这一极限达到50纳米,观测能力提高了20倍。

论文第一作者王增波博士告诉新华社记者:“这是目前世界上唯一能在普通白光照明下直接观测纳米级物体的光学显微镜,是一个新的世界纪录。”

据介绍,目前一般使用电子显微镜观测极其微小的物体,但它也有一些缺陷。比如在观测细胞时,电子显微镜只能显示出细胞表面的状况,而不能用于观测细胞内部结构。之前还有研究人员先为细胞染色,然后利用特制光学显微镜观测染色后的细胞内部结构,但这种方法对病毒无效,因为染料无法进入病毒内部。而这种新型光学显微镜首次提供了在普通条件下观测细胞内部结构和病毒活动机理的手段。

领导该项研究的曼彻斯特大学教授李琳说,这可能为观测细胞和病毒的方式带来革命性变化,有助于研发新的药物和疾病治疗方法。

研究人员还表示,利用类似方法可以进一步制造出观测能力更强的光学显微镜。从理论上说,这种基于“透明微米球透镜”的光学显微镜不存在观测极限。(科技网)