环球科学：新型“宜居行星”或许能让我们更快找到地外生命信号

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　　· 天文学 ·

　　新型“宜居行星”或许能让我们更快找到地外生命信号

　　以往天文学家在寻找有可能存在地外生命的星球时，都在寻找质量、大小、温度、大气环境和地球类似的行星。近日在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中，研究人员在对“迷你海王星”K2-18b进行研究时，发现这类行星环境或许能允许生命存在，并将其称作Hycean行星。

　　Hycean行星半径通常为地球的2.6倍，表面温度最高能达到200℃。它们大气富含氢气，表面覆盖着大范围海洋，其中类似地球海底热液的环境能允许生命存在。这类行星有可能被潮汐锁定，在其永夜的一面也能满足生命存在的条件。和类地行星相比，这类行星的宜居带更宽，在宇宙中分布更为广泛，天文学家更有可能在这类行星上发现地外生命存在的证据。

　　· 化学 ·

　　首次检测到水分子之间的“量子拉力”

　　水是自然界中最重要的液体之一，液态水的许多奇特的性质都源于其氢键网络。通过精确描述水分子的超快振动运动，有利于理解氢键与液相化学反应的本质。近日，一篇发表在《自然》上的研究首次直接观察到了水分子在受到外界光激发时与相邻水分子间的“量子拉力”，从微观层面为水分子的奇特性质的来源提供了关键证据。

　　他们利用液体超快电子衍射（LUES），使用红外激光脉冲激发样品，并用电子脉冲对其进行探测，观察到了高分辨率的定格动画，并在飞秒时间尺度内测量了液态水中羟基（OH）伸缩振动的超快响应。在80飞秒的时间尺度上，氢键收缩（靠近邻近水分子的氧原子）大约0.004 nm，随后在大约1皮秒的时间尺度上发生热化（推开邻近水分子的氧原子）。该研究在原子分辨率下可视化了水分子的超快振动，揭示了水分子间的超快振动特征。

　　· 微生物学 ·

　　抗生素耐药性曾传播到瑞典的偏远森林地区

　　在1951年引入抗生素后，瑞典掀起了一股用药热潮。与此同时，抗生素耐药性在瑞典各地出现爆炸式增长。近日发表在《当代生物学》的一篇研究中，研究人员通过研究棕熊的牙齿，揭示出抗生素耐药性在那段时期传播到了瑞典远离人类居住地的森林中。

　　研究人员调查了瑞典国家博物馆收藏的最早可追溯到1842年的棕熊头骨，收集了82只棕熊的牙垢，对牙垢的遗传学分析可以揭示棕熊的口腔微生物群落特征。研究人员发现，在1951年至1970年间，牙垢样本中的微生物所含的抗生素耐药基因是抗生素引入之前的两倍。而瑞典从20世纪90年代年开始规范抗生素的使用和销售，这一趋势在棕熊身上也可以看到：过去20年里棕熊口腔微生物的抗生素的耐药性标记减少了。研究人员表示，公共卫生政策可以有效限制人类引发的抗生素耐药性污染环境和野生动物。

　　· 材料学 ·

　　无折痕、无褶皱的“完美”石墨烯单晶

　　在冷却过程中，石墨烯褶皱形成的示意图 图片来源：Institute for Basic Science

　　在用化学气相沉积法高温制备石墨烯的工艺中，当其被冷却时，石墨烯表面会产生折痕和褶皱，降低其机械强度和场效应晶体管的性能。在最近发表于《自然》的一篇文章中，研究人员改进了流程，制备出无折痕和褶皱、大面积且性能均匀的单晶、单层石墨烯。

　　研究人员首先发现，在冷却过程中，石墨烯上的褶皱是在至少约750℃的温度下形成的。于是，他们尝试在这一温度附近生长石墨烯晶体，发现晶体生长的临界温度约为760℃，高于这一温度时，制备出的石墨烯在被冷却后便会自然形成褶皱。最终，在730℃～760℃的温度范围内，研究人员制备出了大面积、无折痕的高品质单晶石墨烯薄膜。测试结果表明，制备出来的石墨烯在各个方向上具有高度均匀的空穴和电子输运性，表明人们可在这种薄膜的任意方向上制造高性能集成器件。此外，这一方法还可同时在多个基底上生长同等品质的石墨烯，因而可以扩大石墨烯单晶生产规模。

　　· 新能源 ·

　　100平方米规模的光催化太阳能制氢

　　氢气是一种环境友好型的清洁能源，可以由光分解水得到。光催化水分解系统的设计简单且便宜，更易规模化，但其产物是潮湿的氢氧混合物，因此要想安全地回收氢气还需要进一步发展光催化技术。近日，一项发表于《自然》上的研究设计了100平方米规模的光催化制氢系统，并证明了安全且大规模的光催化水分解制氢是有可能的。

　　他们基于改良的光催化剂（掺铝钛酸锶颗粒），将先前1平方米的面板反应器系统拓展为100平方米的面板反应器阵列。反应器单元中用于接受光的透明玻璃窗口与光催化剂片之间的间隙调整为0.1 mm，以防止产品中的氢氧气体积聚而发生爆炸反应。结果发现，在安全运行数月期间，使用商用聚酰亚胺膜可以从潮湿的气体产品混合物中自主回收氢气。为了使该技术在经济上可行，接下来的关键步骤是进行工艺优化，以大幅降低成本，提高光催化效率、光催化剂的稳定性和气体分离效率。

　　· 微生物学 ·

　　养殖的食肉动物是人类致病菌演化的温床

　　人畜共患传染病的病原体可以在动物宿主体内存活、突变并传播到其他动物体内，并可能感染人类。近日，发表在《细胞报告》上的一项研究指出，食肉动物中与肠道健康相关的三个关键基因失去了其原有功能，造成了免疫系统缺陷，使食肉动物更可能成为无症状的病原体携带者，进而对人类健康构成威胁。

　　研究人员指出，这些基因原本可以产生称为炎性体的蛋白质复合物，以激活炎症反应并击退病原体。然而，在食肉动物中，这些基因仍然存在，但并不表达，从而无法发挥作用。此外，其中一个基因发生了独特的突变，改变了两种胱天蛋白酶的功能，阻碍了动物对病原体的免疫反应。尽管由于食肉动物具有高蛋白的饮食结构，使它们可以通过腹泻排出肠道感染，弥补了免疫系统的缺陷，但是部分病原体可以隐匿在其体内的其他部位而不被发现。水貂、狗和猫等食肉动物是动物源性病原体的最主要携带者，当大量这些动物被养殖时，隐匿的致病菌可能会逐渐成长和变异，并最终传播到人类身上。

　　· 新冠疫情 ·

　　截至北京时间8月26日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例213 809 638例，死亡病例4 461 819例。

　　根据国家卫生健康委员会官方网站的消息，8月25日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例26例，其中境外输入病例23例（广东9例，云南7例，上海3例，天津1例，辽宁1例，浙江1例，福建1例），本土病例3例（均在云南）；无新增死亡病例；新增疑似病例1例，为境外输入病例（在上海）。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者19例（均为境外输入）；当日转为确诊病例4例（均为境外输入）；当日解除医学观察24例（境外输入21例）；尚在医学观察的无症状感染者467例（境外输入389例）。

　　文：王昱、王怡博、白德凡、张楚、赵冰莹