本刊綜合

“玲龍一號(hào)”全球首堆開(kāi)工

7月13日，全球首個(gè)陸上商用模塊化小堆“玲龍一號(hào)”在海南昌江核電基地正式開(kāi)工?！傲猃堃惶?hào)”是中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司自主研發(fā)并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆堆型，是繼“華龍一號(hào)”后的又一自主創(chuàng)新重大成果。

與電功率百萬(wàn)千瓦級(jí)的三代大型反應(yīng)堆“華龍一號(hào)”相比，電功率僅12.5萬(wàn)千瓦的“玲龍一號(hào)”除了可以發(fā)電外，還可實(shí)現(xiàn)核能的多用途，比如城市供熱和制冷、工業(yè)供汽、海水淡化、稠油開(kāi)采等。

據(jù)悉，“玲龍一號(hào)”小型堆具有一體化設(shè)計(jì)和模塊化建造的技術(shù)特點(diǎn)，適用于海島、礦區(qū)、高耗能企業(yè)等多種場(chǎng)景的能源供應(yīng)，具有大型核電機(jī)組無(wú)法取代的功能。

獼猴大腦三維結(jié)構(gòu)解析進(jìn)入微米級(jí)

腦是人體最復(fù)雜的器官，要深入了解大腦的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，就需要為大腦繪制一幅“三維高清地圖”。獼猴是研究人類(lèi)智力和人腦疾病機(jī)理所必需的非人靈長(zhǎng)類(lèi)模式動(dòng)物，但解析獼猴的大腦圖譜一直是腦科學(xué)領(lǐng)域的“深水區(qū)”。

在7月26日發(fā)表于《自然·生物技術(shù)》的一項(xiàng)研究中，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院教授畢國(guó)強(qiáng)和劉北明團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外學(xué)者合作，通過(guò)自主研發(fā)的高通量三維熒光成像VISoR技術(shù)和靈長(zhǎng)類(lèi)腦圖譜繪制流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)獼猴大腦的微米級(jí)分辨率三維解析。

中國(guó)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)教授段樹(shù)民表示，靈長(zhǎng)類(lèi)等大動(dòng)物全腦的介觀成像是腦圖譜繪制所面臨的巨大挑戰(zhàn)，VISoR技術(shù)為解決這一難題提供了可行的手段。

全球首制

超大海洋設(shè)備“藍(lán)鯤號(hào)”亮相

7月15日，2021新動(dòng)能·青島展覽洽談會(huì)在青島開(kāi)幕。會(huì)上，全球首制的超大型海洋設(shè)施一體化拆解和安裝多功能裝備“藍(lán)鯤號(hào)”亮相。

“藍(lán)鯤號(hào)”由2艘重吊船和1艘運(yùn)輸船組成，配備DP3動(dòng)力定位系統(tǒng)，舉升臂系統(tǒng)總起重能力30 000噸，可廣泛應(yīng)用于海上平臺(tái)拆解、安裝和運(yùn)輸，海上風(fēng)電安裝，海底設(shè)施鋪設(shè)、安裝，海底隧道水下大型設(shè)施整體安裝，跨海大橋超大型模塊吊裝，超大件海上物流，海事打撈，海上事故應(yīng)急救援支持等多種海上綜合工程，具有高效率、低成本、低風(fēng)險(xiǎn)等作業(yè)優(yōu)勢(shì)。

時(shí)速600公里磁浮列車(chē)下線

7月20日，由中國(guó)中車(chē)承擔(dān)研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)時(shí)速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)在青島成功下線，這是世界首套設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)600公里的高速磁浮交通系統(tǒng)，標(biāo)志著我國(guó)掌握了高速磁浮成套技術(shù)和工程化能力。

該高速磁浮交通系統(tǒng)采用“車(chē)抱軌”的運(yùn)行結(jié)構(gòu)，安全等級(jí)高。單節(jié)載客量可超過(guò)百人，并可在2到10輛范圍內(nèi)靈活編組，滿足不同載客量需求。目前，5輛編組列車(chē)在廠內(nèi)調(diào)試線上實(shí)現(xiàn)了整列穩(wěn)定懸浮和動(dòng)態(tài)運(yùn)行，各項(xiàng)功能性能良好。

高速磁浮項(xiàng)目技術(shù)總師、中車(chē)四方股份公司副總工程師丁叁叁表示，此次下線的高速磁浮采用成熟可靠的常導(dǎo)技術(shù)，利用電磁吸力使列車(chē)懸浮于軌道，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸運(yùn)行，具有高效快捷、安全可靠、綠色環(huán)保等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

國(guó)產(chǎn)最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下線

7月10日，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)“錦繡號(hào)”在長(zhǎng)沙下線?！板\繡號(hào)”開(kāi)挖直徑達(dá)12.79米，總長(zhǎng)135米，總重3000噸，刀盤(pán)涂裝采用熊貓圖案，被稱為“最萌大國(guó)重器”。

中鐵十四局成自高鐵錦繡隧道項(xiàng)目盾構(gòu)掘進(jìn)負(fù)責(zé)人李港介紹，為應(yīng)對(duì)覆土淺和沿線地面多建構(gòu)物的復(fù)雜情況，該款盾構(gòu)機(jī)增設(shè)23個(gè)超前注漿孔、28個(gè)徑向注入口，可加強(qiáng)預(yù)先對(duì)周?chē)馏w注漿加固，徑向注入支撐介質(zhì)，有效控制地面沉降，確保地面建筑不受影響。盾構(gòu)機(jī)采用高承壓能力的聚氨酯密封技術(shù)，可承受隧道超大埋深帶來(lái)的極高水土壓力。

李港表示，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)研制成功，為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)大鐵路隧道施工提供了有力保障，進(jìn)一步鞏固了國(guó)產(chǎn)隧道掘進(jìn)技術(shù)裝備的自主可控能力。

科學(xué)家制備出可彎曲“冰光纖”

一段冰柱可否呈現(xiàn)出堪比撐竿的彎曲程度？乍聽(tīng)之下不可能。在人們的常識(shí)中，冰是一種脆性的易碎物質(zhì)，沒(méi)有彈性、無(wú)法彎折。然而在微觀尺度下，科學(xué)家打破了這一固有認(rèn)識(shí)。

近日，浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院童利民教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙大交叉力學(xué)中心和美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的科研人員，在-50℃環(huán)境中，制備了直徑從800納米到10微米的高質(zhì)量冰單晶微納光纖。在-150℃環(huán)境中，冰光纖獲得了10.9%的彈性應(yīng)變，這一數(shù)據(jù)接近冰的理論彈性極限。

此外，研究團(tuán)隊(duì)在可見(jiàn)光波段實(shí)現(xiàn)了冰光纖的寬帶光傳輸，這意味著冰光纖將能夠用于低溫光學(xué)導(dǎo)波與傳感。

科研人員實(shí)現(xiàn) 溫和噬菌體快速檢測(cè)

中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所副研究員郭云學(xué)建立了一種溫和噬菌體的新穎的檢測(cè)方法。相關(guān)研究日前在線發(fā)表于美國(guó)微生物協(xié)會(huì)旗下生物學(xué)核心期刊《環(huán)境微生物報(bào)道》。

由于溫和噬菌體可隱匿存在于宿主菌中，常規(guī)的“雙平板檢測(cè)”耗時(shí)長(zhǎng)、通量低且敏感性不高。郭云學(xué)等建立的新方法的依據(jù)為：當(dāng)兩種細(xì)菌在游動(dòng)性平板上游動(dòng)時(shí)，含有溫和噬菌體的菌會(huì)接觸未被污染菌，同時(shí)釋放大量噬菌體，這些噬菌體會(huì)將未被污染的菌吃出一道明顯“分界線”，且分界線在被吃的菌一側(cè)呈現(xiàn)鋸齒狀。這種基于游動(dòng)性平板的溫和噬菌體具有成本低、速度快、靈敏性高的優(yōu)點(diǎn)。

該方法可用于大規(guī)模檢測(cè)工業(yè)發(fā)酵中常用菌株和實(shí)驗(yàn)室模式菌株是否被溫和噬菌體污染，以及檢測(cè)細(xì)菌宿主是否新獲得溫和噬菌體，具有較好的科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用前景。

國(guó)內(nèi)首條 5G陶瓷自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)線建成

7月20日，湖南銀和瓷業(yè)有限公司“5G+智慧工廠-AI（人工智能）陶瓷質(zhì)檢平臺(tái)應(yīng)用項(xiàng)目”正式上線運(yùn)行，這標(biāo)志著醴陵成功研發(fā)并建成國(guó)內(nèi)首條5G陶瓷自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)線，成為湖南“5G+”陶瓷檢測(cè)行業(yè)首個(gè)示范點(diǎn)。

此項(xiàng)目利用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)拍攝高清陶瓷圖像，通過(guò)高算力云端獨(dú)立AI服務(wù)器，將高等級(jí)工業(yè)相機(jī)產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)壓縮后，由5G網(wǎng)絡(luò)傳送到移動(dòng)云端AI服務(wù)器進(jìn)行處理，對(duì)圖像中的缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)定位與識(shí)別，再由抓取裝置將合格的陶瓷進(jìn)行篩選分類(lèi)，大幅提升陶瓷工藝品的檢測(cè)效率。據(jù)介紹，該系統(tǒng)1秒鐘可上傳12張待檢圖片，對(duì)容器型瓷器的檢驗(yàn)數(shù)量每天可達(dá)5000個(gè)。

“5G+智慧工廠-AI陶瓷質(zhì)檢平臺(tái)應(yīng)用項(xiàng)目”不僅大幅縮減了人力，還能有效解決高強(qiáng)度人工目檢視覺(jué)疲憊導(dǎo)致檢測(cè)出錯(cuò)率增加的問(wèn)題，從而推動(dòng)陶瓷產(chǎn)業(yè)邁上高質(zhì)量發(fā)展新臺(tái)階。

7平方厘米芯片可同時(shí)檢測(cè)千種突變酶

人們要弄清蛋白質(zhì)或酶是如何工作的，以及了解基因突變?nèi)绾斡绊戇@些對(duì)生命至關(guān)重要的分子，往往需要數(shù)年時(shí)間。研究人員必須一個(gè)個(gè)地改變分子中的氨基酸，產(chǎn)生變異的酶，并測(cè)試變異如何影響酶的機(jī)能。顯然，這一方法昂貴、費(fèi)力。

近日，發(fā)表在《科學(xué)》上的一篇論文描述了一種名為“高通量微流體酶動(dòng)力學(xué)”（HT-MEK）的新系統(tǒng)，它可以讓研究人員一次測(cè)試超千種突變酶，并將時(shí)間縮短到幾個(gè)小時(shí)。

美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員制成了一枚價(jià)值10美元、約7平方厘米大小的芯片。該芯片包含1568個(gè)微孔，每個(gè)孔包含一種變異的酶和一個(gè)微流控系統(tǒng)，后者可以同時(shí)向所有突變體輸送試劑。

此項(xiàng)技術(shù)不僅可以提高對(duì)酶結(jié)構(gòu)功能的認(rèn)識(shí)，還能夠?yàn)樗幬镅邪l(fā)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供大量數(shù)據(jù)。

“電子皮膚”用于可穿戴監(jiān)視器監(jiān)測(cè)皮膚癌

美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員研發(fā)了一種防汗“電子皮膚”，即嵌入傳感器的舒適的黏性貼片，可用于長(zhǎng)期持續(xù)監(jiān)測(cè)佩戴者生命體征和皮膚癌等疾病的發(fā)展。即使出汗，傳感器也不會(huì)出現(xiàn)故障或脫落。相關(guān)研究日前發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

該技術(shù)通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行超薄層蝕刻，以類(lèi)似于剪紙狀圖案貫穿貼片制造人造汗管，如同人類(lèi)皮膚上的毛孔。該設(shè)計(jì)確保汗水可以通過(guò)貼片溢出，防止刺激皮膚和對(duì)嵌入式傳感器的損壞，同時(shí)有助于貼片在拉伸和彎曲時(shí)貼合人體皮膚。靈活性與材料的抗汗能力相結(jié)合，使其能長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)人體健康狀況，這是以前的“電子皮膚”設(shè)計(jì)所未實(shí)現(xiàn)的。

柔性32比特微處理器問(wèn)世

日前，英國(guó)一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，他們結(jié)合金屬氧化物薄膜晶體管和柔性聚酰亞胺，制成了一種柔性32比特微處理器，這一設(shè)備的問(wèn)世推動(dòng)了低成本、全柔性智能集成系統(tǒng)的發(fā)展。

該處理器被集成在一個(gè)可從內(nèi)部存儲(chǔ)器運(yùn)行的電路內(nèi)，當(dāng)前版本在裝配之后不能更新，不過(guò)研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，未來(lái)迭代能實(shí)現(xiàn)可編程的存儲(chǔ)器。

研究人員表示，處理器擁有更多晶體管，比此前金屬氧化物薄膜晶體管構(gòu)成的最佳柔性集成電路多12倍的邏輯門(mén)，這一纖薄、低成本的柔性微處理器或可為日用品的智能化開(kāi)拓道路。

新型復(fù)合材料加速受損骨骼恢復(fù)

俄羅斯托木斯克理工大學(xué)科研人員使用3D打印技術(shù)制造出一種植入物，在其表面涂覆一層生物活性涂層，可使受損骨骼的恢復(fù)速度提高1倍，顯著節(jié)省了治療時(shí)間和資源。相關(guān)研究日前發(fā)表在《現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)》上。

研究人員稱，他們研制的涂層已經(jīng)在世界著名的伊利扎羅夫創(chuàng)傷中心成功使用，為來(lái)自俄羅斯、法國(guó)和其他國(guó)家的400多名6～50歲的患者安裝了帶有涂層的植入物。這些涂層植入物也成功地應(yīng)用于獸醫(yī)實(shí)踐。根據(jù)與該中心專(zhuān)家聯(lián)合研究的結(jié)果，沒(méi)有觀察到1例植入物被身體排斥的情況，并且由于使用了涂層，使骨骼和肌肉正常結(jié)構(gòu)的恢復(fù)速度提高了1倍。

研究人員謝爾蓋·特維爾多赫列博介紹，該技術(shù)的新穎之處在于結(jié)合了多種材料改性方法。不僅可以在形狀上，而且可以在理化和生物學(xué)特性上將植入物個(gè)性化，這是治療復(fù)雜病變和損傷所必需的。

新技術(shù)可大規(guī)模培養(yǎng) 生產(chǎn)革類(lèi)材料的真菌菌絲體

芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心日前發(fā)布公報(bào)稱，該中心研發(fā)出一種新技術(shù)可以大規(guī)模培養(yǎng)真菌菌絲體，用菌絲體生產(chǎn)的革類(lèi)材料可替代動(dòng)物皮革或合成革。

公報(bào)解釋說(shuō)，利用新技術(shù)，菌絲體可在普通的生物反應(yīng)器中通過(guò)發(fā)酵培養(yǎng)，類(lèi)似的工藝已在食品、化工和制藥行業(yè)廣泛使用。生物反應(yīng)器培養(yǎng)的菌絲體很容易擴(kuò)大到工業(yè)生產(chǎn)所需的產(chǎn)量，且其加工而成的革類(lèi)材料質(zhì)量穩(wěn)定、成本較低。

芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心科研人員表示，這種新型材料具有皮革般的外觀和質(zhì)感，像動(dòng)物皮革一樣堅(jiān)固。目前，該中心科研團(tuán)隊(duì)正在探索在服裝、鞋履和配飾等領(lǐng)域應(yīng)用菌絲體制造的革類(lèi)材料，并嘗試通過(guò)生物方法提高材料的抗撕裂和磨損強(qiáng)度。

DNA“測(cè)齡”有利于魚(yú)類(lèi)種群管理

研究人員介紹，傳統(tǒng)上硬骨魚(yú)類(lèi)年齡一般通過(guò)測(cè)量耳石等鈣化結(jié)構(gòu)的增量來(lái)確定，然而摘取耳石會(huì)造成魚(yú)類(lèi)死亡，該方法對(duì)于受威脅魚(yú)類(lèi)物種并不可取。為此，澳大利亞研究人員開(kāi)發(fā)出一種DNA檢測(cè)新技術(shù)，可測(cè)定魚(yú)類(lèi)的年齡。

根據(jù)先前已在斑馬魚(yú)基因組中發(fā)現(xiàn)的與年齡相關(guān)的DNA甲基化位點(diǎn)，研究人員測(cè)定了澳洲肺魚(yú)等3種瀕危淡水魚(yú)類(lèi)的年齡。研究人員利用已知年齡的魚(yú)類(lèi)個(gè)體校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，與斑馬魚(yú)年齡相關(guān)的DNA甲基化位點(diǎn)同樣可以準(zhǔn)確測(cè)定澳洲肺魚(yú)等魚(yú)類(lèi)年齡。

研究人員表示，了解魚(yú)類(lèi)年齡對(duì)于物種保護(hù)非常重要，有助于了解魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)繁殖情況，制訂可持續(xù)捕撈方式，以及確定物種是否面臨滅絕風(fēng)險(xiǎn)等。

打音檢查無(wú)人機(jī)問(wèn)世

日前，日本一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)出一種能對(duì)混凝土墻面和橋墩等進(jìn)行打音檢查的飛行機(jī)器人（無(wú)人機(jī)）。

當(dāng)新型無(wú)人機(jī)接近天花板或墻面時(shí)，會(huì)被螺旋槳上下的氣壓差吸住從而保持穩(wěn)定的姿態(tài)。這時(shí)無(wú)人機(jī)可一邊將輪胎貼在墻面上，一邊將機(jī)上的速動(dòng)馬達(dá)機(jī)構(gòu)壓在墻上，展開(kāi)打音檢查。實(shí)驗(yàn)中，速動(dòng)馬達(dá)可將鋼條一端固定，另一端旋轉(zhuǎn)彎曲，在瞬間向相反方向彈出，將錘子打到墻面等處，對(duì)其進(jìn)行頻率最大達(dá)1赫茲的打擊。該速動(dòng)馬達(dá)機(jī)構(gòu)重量?jī)H60克卻能獲得巨大的打擊力。經(jīng)驗(yàn)證，利用這個(gè)力量對(duì)有空洞的混凝土材料進(jìn)行打音檢查，可通過(guò)打音波形確認(rèn)來(lái)自空洞的信號(hào)。

研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步進(jìn)行螺旋槳聲音和打擊聲音的分離、打擊力與正常或異常的判定等打音檢查技術(shù)研發(fā)。最終目標(biāo)是將該無(wú)人機(jī)應(yīng)用于橋梁、隧道等混凝土結(jié)構(gòu)物，以及樓宇墻面瓷磚檢查等方面。

新包衣工藝使種子鎖水抗旱長(zhǎng)得好

據(jù)7月8日發(fā)表在《自然·食品》雜志上的論文，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)明了一種很有前景的新包衣工藝，可降低種子關(guān)鍵發(fā)芽階段面臨的缺水壓力，甚至同時(shí)可為種子提供額外營(yíng)養(yǎng)。

該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的是雙層種子包衣。包衣的外層是一種凝膠狀的涂層，包裹種子，為其“鎖住”一切水分。包衣的內(nèi)層含有保存下來(lái)的被稱為“根際細(xì)菌”的微生物，以及一些促進(jìn)種子生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)種子暴露在土壤和水中時(shí)，微生物會(huì)將氮固定在土壤中，為成長(zhǎng)中的幼苗提供營(yíng)養(yǎng)肥料，幫助其生長(zhǎng)，還能使土壤變肥沃。

下一步，該團(tuán)隊(duì)將利用新技術(shù)培育出從種子到果實(shí)的完整作物，以測(cè)試是否在干旱條件下提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。未來(lái)，研究人員還將設(shè)計(jì)適應(yīng)不同氣候模式的包衣劑，有可能實(shí)現(xiàn)根據(jù)特定生長(zhǎng)季節(jié)的預(yù)測(cè)降雨量為種子量身定做包衣。