环球科学：“身首离断”患者被救回，现已能抬手腕；把...

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　　· 能源 ·

　　把核废料变成核反应堆的主要燃料

　　核聚变作为一种理论上能够提供大量能源且排放极低的能源技术，具有巨大潜力。核聚变的主要燃料之一是氚（tritium），这是一种稀有的氢同位素。对此，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家特伦斯·塔诺夫斯基（Terence Tarnowsky）提出利用仍具有放射性的核废料来生产氚，以解决氚供应短缺的问题。在当地时间8月17日至21日举行的美国化学会（ACS）秋季会议上，塔诺夫斯基展示了相关研究结果。

　　研究者通过多次计算机模拟，设计了利用核废料制造氚的反应堆，并评估了新系统的生产和能源效率。模拟的反应堆设计使用粒子加速器启动核废料中的原子分裂反应，通过一系列核转变最终产生氚。这允许操作员控制反应的开启和关闭，比传统核电站的链式反应更安全。塔诺夫斯基预测，该反应堆的氚生产效率是相同热功率下聚变反应堆的10倍以上，并估计它能在1吉瓦的能源下运行，每年可产生约2千克氚，与加拿大所有反应堆的年产量相当（目前美国缺乏国内生产氚的能力，氚的主要商业来源是加拿大的裂变反应堆）。这项研究通过将核废料转化为有价值的资源，减少了核废料的存储需求和环境风险，并推动了核聚变技术的发展。（ACS）

　　· 医学 ·

　　“身首离断”患者被救回，现已能抬手腕

　　影像检查显示患者颈椎罕见大跨度脱落（图片来源：公众号“上海长征医院”）

　　据公众号“上海长征医院”报道，日前，海军军医大学第二附属医院（上海长征医院）骨科副主任、颈椎外科病区主任陈华江教授率领团队，历经3小时惊心动魄的精密操作，成功为一例遭遇罕见严重颈椎骨折脱位的患者实施了复位固定手术。

　　据介绍，这名患者因颈部遭受机械臂重击，导致颈椎瞬间遭受毁灭性损伤，当场高位截瘫、心跳骤停，经紧急心肺复苏才勉强恢复微弱生命体征。影像学检查显示，患者颈椎发生极其罕见的大跨度脱位，其严重程度犹如“身首离断”，已造成脊髓严重挫伤、关键神经血管结构撕裂。同时患者时刻面临着灾难性大出血导致休克，或椎动脉损伤继发致命性脑梗死的危险。

　　手术历时3小时，团队成功为该患者实施了复位固定手术。团队创新性地应用了“卫星钢板”固定技术，在常规固定之外巧妙增加辅助钢板，为重建的颈椎提供了前所未有的超强稳定性，这一技术应用在此类极端病例中尚属首创。目前患者已度过危险期，进入后期康复阶段。出院时肩部能动，手臂能抬。（公众号“上海长征医院”，央视新闻）

　　· 生态学 ·

　　海鸟仅在飞行时排便

　　最近，一项发表于《当代生物学》（Current Biology）的研究发现，一种名为白额鹱（Calonectris leucomelas）的海鸟只在飞行中排便，而停在水面时则从不排便。这种行为也许能帮助它们保持身体洁净，同时还能给下方的海洋施肥。

　　研究团队起初只是在研究海鸟起飞的模式，它们给15只白额鹱的腹部绑上橡皮大小的微型相机，记录并分析了近200次排便事件。结果显示，白额鹱每4到10分钟排便一次，但它们几乎只在飞行时排便，且排便行为多发生在起飞后不久。偶尔还能观察到为了排便而起飞的个体，因为这些个体在起飞后立刻排便，并在不到1分钟内落回水面。

　　研究者表示，白额鹱起飞时需要消耗大量体力，这说明避免在水面排便所带来的益处可能超过了体力上的损耗。研究人员推测，这种习惯或许可以避免粪便弄脏羽毛，降低吸引捕食者的风险，也可能仅仅是因为在飞行中排便比在漂浮时更加省力。（Cell Press）

　　· 细胞学 ·

　　为了闭合伤口，我们的细胞会改变形状

　　上皮细胞覆盖在人体内外表面上，形成了一道天然屏障，同时它还能够吸收营养物质、清除代谢废物以及分泌酶和激素。近期，一项发表于《自然·细胞生物学》（Nature Cell Biology）的新研究发现，当身体出现伤口时，上皮细胞的一个内部结构——内质网（endoplasmic reticulum，ER）——会产生变化，使细胞改变形状，从而闭合伤口。

　　研究人员在上皮细胞层上制造出微小缺口，并结合先进的成像技术和数学模型来观察内质网的形变。他们发现：当缺口向外弯曲（凸面）时，细胞内的内质网会形成管状结构，而当缺口向内弯曲（凹面）时，内质网则会形成片状结构。这是因为，凸面产生的推力促使细胞形成宽阔扁平的结构向外延伸；而凹面产生的拉力则促使细胞“收缩”，将缺口两侧拉拢闭合。

　　该研究揭示了内质网在机械传导（mechanotransduction）中的重要作用，这是细胞将来自环境的机械信号转化为生物化学信号的过程。这为更好地处理伤口和修复受损组织开辟了新的思路，同时也有助于了解癌细胞在体内转移的机制，从而发展出新的抗癌手段。（University of Birmingham）

　　· 材料学 ·

　　磁铁助力太空制氧

　　太空任务需要高效轻便的人类生命支持系统，但当前系统——如国际空间站上的系统——依赖复杂的机械元件且耗电巨大，因此需要找到更简便和更可靠的替代方式。近日，《自然·化学》（Nature Chemistry）发表的一项概念验证研究显示，磁铁或使未改装装置在微重力下的水分解率提升最多240%，有望为宇航员制取更多氧气。该研究提出了一种今后有望支持人类太空探索的更高效的技术。

　　研究者利用落塔试验模拟了类似空间站的低重力环境，演示了去除水电解过程中电极表面气泡的一种简易方式。他们发现，在电解装置中放入商用钕磁铁后，因磁场增强，氧气气泡便更容易脱离电极。这种方法能加快低重力环境下氧气和氢气的制取速度。研究者还设计了能在低重力下分解水的概念验证装置（通过分离气泡），其效率接近地球环境下的数值。他们表示，尽管仍需在低重力环境下开展进一步测试，但这种方法或能用于优化水分解装置，从而应用于未来的太空旅行。（Nature）

　　撰文：时小舟、王怡博、二七