4月25日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
拯救地球的三種碳捕集技術:從海洋到陸地,科技如何逆轉氣候危機?
全球正積極探索碳清除技術,以應對氣候變化。目前主要有三種途徑:直接從空氣中捕獲碳、增強海洋碳吸收能力,以及提升陸地碳封存效率。隨著《巴黎氣候協定》溫控目標面臨挑戰,這些技術或將成為實現氣候目標的關鍵
1. 直接空氣捕獲。工業規模的直接空氣捕獲技術(DAC)成本高昂,每噸二氧化碳處理費用達600-1000美元。美國能源部曾資助兩個大型DAC中心,分別位于德克薩斯州和路易斯安那州,計劃將捕獲的二氧化碳封存地下。然而,政策變動導致資金凍結,項目前景不明。歐洲則通過生物能源碳捕獲與封存(BECCS)技術,利用植物燃燒發電并封存二氧化碳,例如北海海底封存項目。
2. 海洋堿化增強。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)支持的一項名為“LOC-NESS”的項目,計劃向海洋投放堿性溶液,降低海水酸度以增強吸碳能力。實驗若成功,全球沿海國家每年可協同清除10億噸二氧化碳,相當于日本年排放量。此外,NOAA還有一些項目專注于各種在海洋中吸收二氧化碳的方法,包括用鐵施肥以促進浮游植物生長和種植海藻等。
3. 陸地碳封存。許多科學家和企業家正在研究如何利用農業產業幫助農田吸收和儲存更多碳。這包括創建一種富含碳的材料——生物炭項目,通過將植物物質轉化為類似木炭的物質來增強土壤,并長期防止碳返回大氣。其他人正在試驗將富含硅酸鹽的礦物(如玄武巖)應用于農田:這些礦物與二氧化碳和水反應形成穩定的碳酸氫根離子,溶解后流入海洋,將碳鎖在那里。
碳清除技術面臨成本、政策及生態影響等挑戰。美國能源部資金凍結延緩了DAC發展,而歐盟強調需區分減排與碳清除目標。科學家警告,依賴未來碳清除不可取,當前減排仍是關鍵。全球需加速行動,避免將氣候危機轉嫁給后代。
《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)
當不確定性成為常態:我們如何避免被焦慮吞噬?
當前社會的快速變化正加劇人們的不確定性感受,這種集體不安可能損害社會福祉。研究表明,不確定性會削弱人們的決策能力,導致兩種極端反應:一些人陷入過度分析而難以行動,另一些人則依賴簡單化解釋應對復雜問題。
從進化角度看,人類天生傾向于預測未來以規避風險。然而,現代社會的挑戰(如氣候變化、健康危機等)規模龐大,遠超個體應對能力,加劇了心理壓力。低不確定性容忍度與焦慮癥、抑郁等心理健康問題密切相關。
值得注意的是,數字時代可能惡化了人們的應對能力。過去,人們不得不忍受未知的焦慮,如今卻能即時獲取信息,但這種“快速確定”可能犧牲準確性,甚至促使人們依賴片面觀點或陰謀論。
應對不確定性的有效方式包括:1. 接受其必然性:承認不確定性是生活的一部分,甚至能帶來新的可能性。2. 關注可控事物:將精力投入力所能及的行動,如參與社區志愿活動,既能提升幸福感,也能增強社會聯結。3. 接納微小改變:如同“拯救海星”的寓言,重視每一件小事的影響,避免因問題龐大而陷入無力感。
盡管相關研究仍有限,但現有證據表明,培養對不確定性的適應力,并通過具體行動緩解焦慮,是維護心理健康的可行路徑。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、智能繃帶:實時監測+精準治療,慢性傷口愈合不再難
美國加州理工學院的科研團隊與南加州大學凱克醫學院合作,成功開發出一款名為“iCares”的智能繃帶,能夠實時監測慢性傷口狀態并加速愈合。這一成果標志著慢性傷口治療技術的重大進步。
糖尿病或血液循環不良導致的慢性傷口難以自愈,而傳統護理方式難以及時發現問題。2023年,該團隊在動物實驗中驗證了智能繃帶的可行性;現在,改進后版本在20名人類患者中完成測試。新一代“iCares”智能繃帶通過微流控技術清除傷口多余水分,同時分析最新體液樣本,避免新舊混合導致的誤差,從而精準檢測炎癥標志物(如一氧化氮)和感染標志物(如過氧化氫),甚至能在癥狀出現前1至3天發出預警。
該智能繃帶采用低成本3D打印的柔性聚合物材料,集成一次性納米傳感器陣列和可重復使用的電路板,支持無線數據傳輸至智能手機。其核心微流控系統包含三個模塊:多孔膜吸取傷口體液,仿生組件引導液體至傳感器,微柱模塊排出廢液。此外,團隊開發的機器學習算法可分類傷口類型并預測愈合時間,準確率媲美專業醫生。
這項研究發表于《科學·轉化醫學》(Science Translational Medicine)期刊,為未來個性化傷口護理提供了新方向。智能繃帶不僅減輕患者痛苦,還能降低醫療成本,具有廣闊的應用前景。
2、人類DNA暗藏“超速進化區”,突變速度遠超科學家預期
最新研究表明,人類DNA中某些區域的變異速度比以往認為的更快,這一發現為理解遺傳疾病風險和人類進化提供了新視角。來自美國猶他大學健康學院、華盛頓大學等機構的研究團隊利用多種DNA測序技術,首次繪制了迄今為止最全面的代際遺傳變異圖譜,揭示了基因組中高度活躍的“突變熱點”。
過去的研究受限于技術,只能分析基因組中較為穩定的部分,而此次研究突破了這一限制,發現了幾乎每代都會發生突變的超高頻變異區域。研究人員估算,每個人平均攜帶近200個父母所沒有的新遺傳變異,其中許多位于以往難以測序的DNA區域。這些變異積累推動了人類多樣性,從眼睛顏色差異到乳糖耐受能力,甚至罕見遺傳病的發生。
這項研究還表明,某些遺傳疾病更可能由新發突變引起,而非父母遺傳。若突變發生在“熱點”區域,父母再生育患病孩子的風險較低;但若變異來自遺傳,則后代患病概率會顯著增加。這一發現對遺傳咨詢和疾病風險評估具有重要意義。
研究數據來自一個參與人類基因組計劃的猶他州家族,該家族四代人持續提供DNA樣本,使科學家能深入觀察變異如何代際傳遞。團隊結合多種測序技術,既檢測微小變異,又掃描大片段DNA,從而獲得高精度的遺傳變異圖譜。
未來,研究人員計劃擴大研究范圍,驗證不同家族的突變速率是否一致。所有測序數據將公開共享,以促進人類進化和遺傳疾病的進一步探索。這項研究不僅深化了對DNA變異機制的理解,也為精準醫學和遺傳病防治提供了新依據。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、突破過濾防線:微塑料正在滲入全球飲用水
盡管污水處理技術不斷進步,但美國得克薩斯大學阿靈頓分校的研究發現,微塑料(尺寸小于五毫米的塑料顆粒)仍能逃逸至環境中,威脅人類健康和生態系統。
塑料因成本低、耐用性強而廣泛應用,但廢棄后不會降解,而是逐漸破碎成微塑料,長期存在于土壤和水系中。研究表明,現有污水處理技術雖能大幅減少微塑料,但無法完全清除,導致其持續進入環境,并可能攜帶雙酚類、PFAS(全氟烷基物質)和抗生素等有害污染物。這些微量污染物可通過飲水、洗衣等日常活動進入人體,增加心血管疾病和癌癥等長期健康風險。
研究指出,當前微塑料治理的主要難題是缺乏標準化檢測方法,不同技術的去除效率因測量方式不同而存在差異。因此,建立統一的微塑料定義和檢測標準至關重要。研究團隊正在推動相關實驗方案的制定,以更精準地評估污染狀況。
此外,研究強調需提高公眾對微塑料的認知,鼓勵減少塑料消費,例如選擇含塑料較少的紡織品,因為微纖維是最常見的微塑料污染源之一。
2、不再是科幻:科學家打造可“徒手抓取”3D全息影像
西班牙納瓦拉公立大學(UPNA)領導科研團隊在三維顯示技術領域取得重大突破,成功研發出可通過手勢直接操控的懸浮3D全息影像。這項技術實現了真正意義上的“空中觸控”,用戶無需佩戴虛擬現實設備即可與虛擬物體自然交互。
目前市面上的體三維顯示技術(Volumetric 3D Display)雖能呈現立體圖像,但無法支持直接觸控操作。新技術通過高速投影(每秒2880幀)與視覺暫留效應,在彈性的快速振蕩薄片擴散器(Rapidly Oscillating Diffuser,ROD)上生成可多角度觀看的立體影像。與傳統的剛性ROD不同,彈性ROD能避免用戶觸碰時造成的設備損傷,同時通過實時圖像校正解決材料變形問題。
該技術突破了“隔空操作”的限制,用戶可用手指直接抓取、旋轉虛擬物體,例如捏合移動立方體或模擬行走動作。研究團隊指出,這種符合人類自然交互習慣的設計將大幅降低使用門檻,適用于教育、協作辦公及公共展示場景。
這項創新標志著三維顯示技術從“可觀看”邁向“可觸碰”的新階段,為人機交互開辟了更多可能性。未來,這種無需穿戴設備的自然交互方式或將成為新一代顯示技術的標準。(劉春)