环球科学：中国“人造太阳”创纪录运行1056秒；美国将国际空间站运行时间延长至2030年

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　　· 核聚变 ·

　　托卡马克装置高温等离子体运行时长新纪录

　　核聚变能源具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点，是人类未来最主要的清洁能源之一。目前比较有希望的两种实现核聚变的方法分别是磁约束核聚变和惯性约束核聚变，我国的EAST全超导托卡马克装置（东方超环）属于前者。12月30日，EAST装置实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，再次创造新的世界纪录，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。

　　EAST装置运行15年来，先后实现了1兆安、1.6亿度、1056秒的等离子体运行。EAST装置取得的系列创新成果，为自主建造聚变工程实验堆提供了重要的实验基础。近年来，EAST装置进行了系列性能升级，本轮实验于2021年12月初开始，将持续至2022年6月，EAST大科学团队将在未来聚变堆类似条件下向高参数稳态高约束等离子体运行等科学目标发起冲击。（中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所）

　　· 航天 ·

　　美国将国际空间站运行时间延长至2030年

　　SpaceX龙飞船拍摄的国际空间站。（图片来源：NASA）

　　近日，美国航空航天局（NASA）宣布，拜登政府承诺将国际空间站的运行时间延长6年至2030年。在此期间，国际空间站将继续与欧洲、日本、加拿大、俄罗斯的研究机构保持合作，推进重大科学研究项目。

　　国际空间站由美国与上述4个国家和地区合作运营，已在轨运行超过20年，对科学研究、教育、技术发展和进一步的空间探索等工作作出了巨大贡献。由于部件老化等问题，俄罗斯曾计划在2024年后退出国际空间站项目，而美国也曾与合作伙伴达成协议，批准国际空间站运行至2024年12月。由于目前已有商业公司在筹建空间站，因此国际空间站运行期延长，有利于让国际空间研究更顺利地实现过渡。

　　· 化学 ·

　　首次在实验室合成出甲二醇

　　甲二醇分子结构式。图片来源：University of Hawaii

　　甲二醇是一类最简单的偕二醇（gemihal diols），其中有一个碳原子连着两个羟基，因此甲二醇的结构非常不稳定，相连的两个羟基容易发生反应而失去一个水分子，从而变成甲醛。尽管甲二醇是大气臭氧层中形成气溶胶的关键中间体，但此前从未被合成出来。近日，在一项发表于《美国科学院院刊》的研究中，研究人员首次在实验室合成出了甲二醇。

　　研究人员首先将甲醇和氧气的温度降到冰点以下，从而使二者在冰的状态下发生反应。然后再将其反应后的固体升华为气体，并用质谱判断产物的分子组成，结果发现他们成功合成出了甲二醇。电子结构计算表明，处于激发态的氧原子会插入甲醇的碳氢键中，这种结构能够在冰基质中稳定存在，从而形成了甲二醇。这项研究为合成稳定的偕二醇分子提供了新的思路。

　　· 地球科学 ·

　　地球早期的化学物质可能残留在地核附近

　　地震学研究曾发现在地核与地幔的边界处存在许多斑点状区域，当地震波到达这些区域时，波速会明显下降，因此科学家称这类区域为超低速区（ultralow-velocity zones）。尽管最近对超低速区的研究取得了一定的进展，但超低速区的起源以及与地幔底部的关系仍不清楚。

　　近日，在一项发表于《自然·地球科学》的研究中，研究人员利用地震数据和高分辨率地球动力学模型，研究了太平洋西南部海域珊瑚海下的超低速区。在分析了从地核反射回的地震波后，研究者发现相比于地幔，超低速区的密度增加了约30%，横波波速则降低了约50%。此外，地球动力学模型表明，超低速区的组成并不均匀，可能是由地球早期分化的残余物质组成的。这项研究表明在整个地球历史上，地幔底部可能都是不均匀的。

　　· 分子生物学 ·

　　鲨鱼产生的蛋白质能对抗新冠病毒

　　一项最新的研究显示，一类来自鲨鱼免疫系统的小型抗体样蛋白VNAR，可以防止新冠病毒及其变体和其他冠状病毒感染人体细胞，有望帮助人类应对未来可能的冠状病毒暴发。相关研究结果发表在《自然·通讯》上。

　　VNAR的作用机制与通常的抗体不同。它们的分子大小只有人类抗体的十分之一，因而可以与一些人类抗体无法结合的抗原表位结合、形成独特的几何结构，从而识别人类抗体无法识别的抗原表面结构。研究人员从数十亿种候选的VNAR中，筛选出了3种可以阻断新冠病毒感染人体细胞的种类，并发现它们还可以有效中和其他冠状病毒。例如，一种叫做3B4的VNAR可以与病毒刺突蛋白受体结合域附近的凹槽紧密结合，进而阻断病毒结合人类细胞。由于这一凹槽结构在多种冠状病毒间相似，因此3B4有望阻断新冠病毒的变异株以及其他冠状病毒与人体结合。研究人员表示，未来可以开发基于VNAR的鸡尾酒疗法，实现广谱的抗病毒效力，而且这类药物比抗体成本更低、更易生产。

　　· 遗传学 ·

　　基因组研究追溯荔枝的起源和驯化历史

　　野生荔枝广泛分布于海南和云南的热带雨林以及两广的丘陵地带。我国种植荔枝已有上千年的历史，最早的记录可以追溯到公元前2世纪。然而，荔枝的确切起源中心和驯化历史仍然是未知的。在昨日发表在《自然·遗传学》的一项研究中，由华南农业大学领导的国际研究团队，通过基因组分析对荔枝的起源和驯化历史进行了研究。

　　科学家采用广受欢迎的杂交品种“妃子笑”制作了高质量的“参考基因组”，并对72种野生或栽培品种进行了重新测序。研究表明，野生荔枝起源于云南，向东南方向传播到海南岛，然后在这两个地方分别被驯化。该团队在与开花相关的2个基因附近，发现了一种DNA缺失的基因变异，它可能有助于控制其中1个或2个基因的活性。在云南选育出的非常早开花的品种有此缺失，而在海南选育出的晚开花的品种没有，而二者杂交产生的品种“妃子笑”的这个基因是杂合子。这一发现有助于加速荔枝及相关作物的改良。

　　· 新冠疫情 ·

　　截至北京时间1月4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292 394 085例，死亡病例5 448 758例。

　　根据国家卫生健康委员会官方网站的消息，1月3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175例。其中境外输入病例67例（上海29例，广东13例，福建9例，广西4例，四川3例，云南3例，天津1例，江苏1例，浙江1例，山东1例，河南1例，湖南1例），含5例由无症状感染者转为确诊病例（广东4例，湖南1例）；本土病例108例（陕西95例，均在西安市；浙江8例，均在宁波市；河南5例，其中洛阳市2例、许昌市2例、郑州市1例），含4例由无症状感染者转为确诊病例（均在河南）。无新增死亡病例。新增疑似病例3例，均为境外输入病例（均在上海）。

　　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54例，其中境外输入33例，本土21例（河南19例，其中许昌市17例、洛阳市1例、郑州市1例；上海2例，其中宝山区1例、奉贤区1例）；当日转为确诊病例9例（境外输入5例）；当日解除医学观察19例（境外输入17例）；尚在医学观察的无症状感染者588例（境外输入540例）。

　　根据陕西省卫生健康委员会官方网站的消息，1月3日0—24时，新增报告本土确诊病例95例（均在西安市），其中隔离管控发现78例、封控区筛查发现9例、管控区筛查发现5例、社区筛查发现1例、重点人群筛查发现2例；治愈出院8例。自12月9日以来，全省累计报告本土确诊病例1785例（西安市1758例、咸阳市13例、延安市13例、渭南市1例），其中出院19例、在院1766例。

　　截至2022年1月2日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗284789.8万剂次。

　　文：王昱、十米、谢汝雨、王怡博、张楚、郑昱虹