本刊綜合

“玲龍一號”全球首堆開工

7月13日，全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”在海南昌江核電基地正式開工?！傲猃堃惶枴笔侵袊斯I(yè)集團(tuán)有限公司自主研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆堆型，是繼“華龍一號”后的又一自主創(chuàng)新重大成果。

與電功率百萬千瓦級的三代大型反應(yīng)堆“華龍一號”相比，電功率僅12.5萬千瓦的“玲龍一號”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、稠油開采等。

據(jù)悉，“玲龍一號”小型堆具有一體化設(shè)計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)等多種場景的能源供應(yīng)，具有大型核電機(jī)組無法取代的功能。

獼猴大腦三維結(jié)構(gòu)解析進(jìn)入微米級

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”。獼猴是研究人類智力和人腦疾病機(jī)理所必需的非人靈長類模式動物，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)》的一項研究中，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院教授畢國強(qiáng)和劉北明團(tuán)隊與國內(nèi)外學(xué)者合作，通過自主研發(fā)的高通量三維熒光成像VISoR技術(shù)和靈長類腦圖譜繪制流程，實(shí)現(xiàn)了對獼猴大腦的微米級分辨率三維解析。

中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)教授段樹民表示，靈長類等大動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”亮相

7月15日，2021新動能·青島展覽洽談會在青島開幕。會上，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”亮相。

“藍(lán)鯤號”由2艘重吊船和1艘運(yùn)輸船組成，配備DP3動力定位系統(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)險等作業(yè)優(yōu)勢。

時速600公里磁浮列車下線

7月20日，由中國中車承擔(dān)研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的我國時速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)計時速達(dá)600公里的高速磁浮交通系統(tǒng)，標(biāo)志著我國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“車抱軌”的運(yùn)行結(jié)構(gòu)，安全等級高。單節(jié)載客量可超過百人，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輛編組列車在廠內(nèi)調(diào)試線上實(shí)現(xiàn)了整列穩(wěn)定懸浮和動態(tài)運(yùn)行，各項功能性能良好。

高速磁浮項目技術(shù)總師、中車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懸浮于軌道，實(shí)現(xiàn)無接觸運(yùn)行，具有高效快捷、安全可靠、綠色環(huán)保等技術(shù)優(yōu)勢。

國產(chǎn)最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)下線

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

中鐵十四局成自高鐵錦繡隧道項目盾構(gòu)掘進(jìn)負(fù)責(zé)人李港介紹，為應(yīng)對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個超前注漿孔、28個徑向注入口，可加強(qiáng)預(yù)先對周圍土體注漿加固，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的極高水土壓力。

李港表示，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)研制成功，為國內(nèi)長大鐵路隧道施工提供了有力保障，進(jìn)一步鞏固了國產(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？乍聽之下不可能。在人們的常識中，冰是一種脆性的易碎物質(zhì)，沒有彈性、無法彎折。然而在微觀尺度下，科學(xué)家打破了這一固有認(rèn)識。

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)隊聯(lián)合浙大交叉力學(xué)中心和美國加州大學(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)隊在可見光波段實(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

中國科學(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方法。相關(guān)研究日前在線發(fā)表于美國微生物協(xié)會旗下生物學(xué)核心期刊《環(huán)境微生物報道》。

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”耗時長、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)菌在游動性平板上游動時，含有溫和噬菌體的菌會接觸未被污染菌，同時釋放大量噬菌體，這些噬菌體會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)模檢測工業(yè)發(fā)酵中常用菌株和實(shí)驗室模式菌株是否被溫和噬菌體污染，以及檢測細(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。

國內(nèi)首條 5G陶瓷自動檢測生產(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)檢平臺應(yīng)用項目”正式上線運(yùn)行，這標(biāo)志著醴陵成功研發(fā)并建成國內(nèi)首條5G陶瓷自動檢測生產(chǎn)線，成為湖南“5G+”陶瓷檢測行業(yè)首個示范點(diǎn)。

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

“5G+智慧工廠-AI陶瓷質(zhì)檢平臺應(yīng)用項目”不僅大幅縮減了人力，還能有效解決高強(qiáng)度人工目檢視覺疲憊導(dǎo)致檢測出錯率增加的問題，從而推動陶瓷產(chǎn)業(yè)邁上高質(zhì)量發(fā)展新臺階。

7平方厘米芯片可同時檢測千種突變酶

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@些對生命至關(guān)重要的分子，往往需要數(shù)年時間。研究人員必須一個個地改變分子中的氨基酸，產(chǎn)生變異的酶，并測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“高通量微流體酶動力學(xué)”（HT-MEK）的新系統(tǒng)，它可以讓研究人員一次測試超千種突變酶，并將時間縮短到幾個小時。

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

此項技術(shù)不僅可以提高對酶結(jié)構(gòu)功能的認(rèn)識，還能夠為藥物研發(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)測皮膚癌

美國麻省理工學(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，可用于長期持續(xù)監(jiān)測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)通過對材料進(jìn)行超薄層蝕刻，以類似于剪紙狀圖案貫穿貼片制造人造汗管，如同人類皮膚上的毛孔。該設(shè)計確保汗水可以通過貼片溢出，防止刺激皮膚和對嵌入式傳感器的損壞，同時有助于貼片在拉伸和彎曲時貼合人體皮膚。靈活性與材料的抗汗能力相結(jié)合，使其能長時間監(jiān)測人體健康狀況，這是以前的“電子皮膚”設(shè)計所未實(shí)現(xiàn)的。

柔性32比特微處理器問世

日前，英國一個科研團(tuán)隊報告稱，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)備的問世推動了低成本、全柔性智能集成系統(tǒng)的發(fā)展。

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

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，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，為來自俄羅斯、法國和其他國家的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)與該中心專家聯(lián)合研究的結(jié)果，沒有觀察到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)革類材料的真菌菌絲體

芬蘭國家技術(shù)研究中心日前發(fā)布公報稱，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)的革類材料可替代動物皮革或合成革。

公報解釋說，利用新技術(shù)，菌絲體可在普通的生物反應(yīng)器中通過發(fā)酵培養(yǎng)，類似的工藝已在食品、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材料質(zhì)量穩(wěn)定、成本較低。

芬蘭國家技術(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，像動物皮革一樣堅固。目前，該中心科研團(tuán)隊正在探索在服裝、鞋履和配飾等領(lǐng)域應(yīng)用菌絲體制造的革類材料，并嘗試通過生物方法提高材料的抗撕裂和磨損強(qiáng)度。

DNA“測齡”有利于魚類種群管理

研究人員介紹，傳統(tǒng)上硬骨魚類年齡一般通過測量耳石等鈣化結(jié)構(gòu)的增量來確定，然而摘取耳石會造成魚類死亡，該方法對于受威脅魚類物種并不可取。為此，澳大利亞研究人員開發(fā)出一種DNA檢測新技術(shù)，可測定魚類的年齡。

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

研究人員表示，了解魚類年齡對于物種保護(hù)非常重要，有助于了解魚類生長繁殖情況，制訂可持續(xù)捕撈方式，以及確定物種是否面臨滅絕風(fēng)險等。

打音檢查無人機(jī)問世

日前，日本一個研究小組開發(fā)出一種能對混凝土墻面和橋墩等進(jìn)行打音檢查的飛行機(jī)器人（無人機(jī)）。

當(dāng)新型無人機(jī)接近天花板或墻面時，會被螺旋槳上下的氣壓差吸住從而保持穩(wěn)定的姿態(tài)。這時無人機(jī)可一邊將輪胎貼在墻面上，一邊將機(jī)上的速動馬達(dá)機(jī)構(gòu)壓在墻上，展開打音檢查。實(shí)驗中，速動馬達(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，對其進(jìn)行頻率最大達(dá)1赫茲的打擊。該速動馬達(dá)機(jī)構(gòu)重量僅60克卻能獲得巨大的打擊力。經(jīng)驗證，利用這個力量對有空洞的混凝土材料進(jìn)行打音檢查，可通過打音波形確認(rèn)來自空洞的信號。

研究團(tuán)隊計劃進(jìn)一步進(jìn)行螺旋槳聲音和打擊聲音的分離、打擊力與正?；虍惓５呐卸ǖ却蛞魴z查技術(shù)研發(fā)。最終目標(biāo)是將該無人機(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得好

據(jù)7月8日發(fā)表在《自然·食品》雜志上的論文，美國麻省理工學(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，甚至同時可為種子提供額外營養(yǎng)。

該團(tuán)隊開發(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)層含有保存下來的被稱為“根際細(xì)菌”的微生物，以及一些促進(jìn)種子生長的營養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)種子暴露在土壤和水中時，微生物會將氮固定在土壤中，為成長中的幼苗提供營養(yǎng)肥料，幫助其生長，還能使土壤變肥沃。

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