环球科学：这具化石一直被当作未成年霸王龙，如今发现...

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　　· 化学 ·

　　杭高院团队《自然》论文，挑战工业领域140年传统工艺

　　桑德迈尔（Sandmeyer）反应是一种通过重氮盐将芳香胺转化为芳香卤化物的重要方法，自1884年以来一直是该领域的主流方法，但存在爆炸风险和大量铜盐废物问题。对此，中国科学院大学杭州高等研究院的张夏衡及其团队开发了一种使用硝基替代重氮基的无金属方法，为传统的桑德迈尔反应提供了一种更安全、更环保的替代方案。这种新方法还可以直接与金属催化的交叉偶联反应联用，无需额外的纯化步骤，节省时间与成本，展现了巨大的工业应用潜力。相关研究近期发表于《自然》（Nature）。

　　经典的桑德迈尔反应有一个致命缺陷，它需要一种具有爆炸性的重氮中间体，存在安全隐患。面对这一工业难题，张夏衡团队在尝试将吸电子基团连接到氨基吡啶衍生物以削弱其C-N键时，意外发现硝基最终与氮原子相连，而不是碳原子。进一步实验表明，使用氯源处理该硝胺中间体可以得到所需的氯化产物。而且他们证明，这种新方法适用于多种芳香胺，包括那些分子骨架复杂（含多个杂原子的杂环）的胺，且几乎都能实现高效转化。这表明，这种新的无金属方法提供了一种更安全的替代方案，避免了传统重氮盐化学的爆炸性和危险性。专家评价这种方法的起始材料易得，操作简单、安全，且产物是化工和制药公司感兴趣的分子类型。也有专家认为还需要更严格的安全评估，以确定该反应是否真正适合工业规模应用。（《化学与工程新闻》）

　　· 公共卫生 ·

　　11月10日起，年满13周岁女孩可免费接种HPV疫苗

　　据央视新闻消息，国家疾控局、国家卫生健康委、教育部、工业和信息化部、财政部、国家药监局、国务院妇儿工委办公室今天（30日）联合发出通知，经国务院同意，将人乳头瘤病毒疫苗也就是HPV疫苗纳入国家免疫规划，自2025年11月10日起，组织各地为2011年11月10日以后出生的满13周岁女孩免费接种2剂次双价HPV疫苗（间隔6个月）。

　　《通知》指出，宫颈癌是常见女性恶性肿瘤，严重威胁女性身心健康。近年来，我国宫颈癌发病率和死亡率呈现上升趋势，发病年龄也呈现年轻化趋势。接种人乳头瘤病毒（HPV）疫苗能够有效预防高危型HPV感染，减少宫颈癌等疾病的发生。（央视新闻）

　　· 古生物学 ·

　　矮暴龙并非小型霸王龙，而是一个独立的物种

　　来源：北卡罗来纳自然科学博物馆

　　1942年，美国蒙大拿州出土了一具小型暴龙头骨化石。在20世纪80年代，这具化石被命名为矮暴龙（Nanotyrannus lancensis）。但四十多年来，一直有研究认为矮暴龙是一只未成年的霸王龙（Tyrannosaurus rex），因为它拥有只在霸王龙中出现的特征。最近，一项发表于《自然》（Nature）的研究指出，矮暴龙是一个独立的属种。

　　研究团队描述了来自地狱溪组的一个新的暴龙完整骨架。该标本与霸王龙有所区别，与N. lancensis有相同特征，证实了后者是一个独立的属。对骨骼的分析显示它们已经接近完全成年，说明N. lancensis与霸王龙的成年体型具有明显差异：前者最大体重约为700千克，后者约为6700~8200千克。建模还显示，矮暴龙属与暴龙属的骨骼发育轨迹不同，补充了它们是不同恐龙的证据。此外，对N.lancensis的分析实现了对之前发现标本的再分析，从而在该属中鉴定出一个不同物种，作者命名为Nanotyrannus lethaeus。

　　这些结果提出了一种可能：在白垩纪末期的100万年内至少有两种不同的捕食性恐龙与暴龙属共同存在，突显出当时的恐龙多样性。作者指出，研究结果或对暴龙演化具有重要意义。他们还表示，研究结果或使研究人员重新分析关于霸王龙发育的一些假说，以及基于之前认为矮暴龙是未成年霸王龙标本的假设的生态学。（Nature）

　　· 矿物学 ·

　　斑彩菊石为何如此艳丽

　　来源：今井宏明

　　斑彩石是一种罕见的、色彩鲜艳的菊石壳化石。最近，《科学报告》（Scientific Reports）发表的一项研究揭示了斑彩石内艳丽色彩的起源。斑彩石的颜色来自一个保存完好的贝壳珍珠层，也称珍珠母，它由矿物霰石与少量蛋白质等有机物质组成。尽管普遍认为斑彩石的色彩形成于光与这些片层的相互作用，但其色彩起源一直未得到实验验证。

　　研究团队运用电子显微镜与模拟研究了来自加拿大阿尔伯塔省的斑彩石标本的结构与光学特性，并与一个马达加斯加菊石化石中的浅色珍珠贝壳以及鲍鱼壳和鹦鹉螺壳进行了对比。作者发现所有样本中均存在堆叠的霰石片层，但这些片层的厚度及间隙大小存在差异。他们发现，斑彩石色彩的亮度来自光线在霰石片层的4纳米宽间隙的反射，以及来自贝壳珍珠内统一厚度层的均匀分布。作者认为，其他样本中的贝壳珍珠较浅是因为霰石片层间隙较大或缺乏间隙、间隙内存在有机物质，或是贝壳珍珠内的分层结构分布不均。（Nature）

　　· 材料学 ·

　　解锁铁基材料在能源领域的潜力

　　近日，美国斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室带领研究团队开发了一种创新的铁基电池材料，能够使铁原子在充放电过程中反复提供和接受五个电子，打破了以往铁基材料只能达到三电子氧化态的限制，显著提高了铁基材料在能源领域的潜力。铁是一种丰富且相对廉价的元素，如果能够开发出高性能的铁基电池材料，将有望替代目前锂离子电池中常用的钴和镍等稀缺金属，从而降低成本并减少对这些稀缺资源的依赖。相关研究发表于《自然·材料》（Nature Materials）。

　　研究者认为，阻止铁原子在材料晶体结构中相互靠近，是让铁原子失去或得到更多电子的关键。于是，他们将材料的颗粒尺寸缩小到300到400纳米，大约是之前的四十分之一。这种纳米颗粒的制备过程是一个挑战，他们最终在精心调配的液体中长出了所需晶体。对晶体的理论计算结果显示，额外的两个电子并非完全来自铁原子，而是来自氧原子，且这一过程受到铁原子帮助。这表明在这种材料中，铁和氧原子作为一个整体协同工作，共同贡献自由电子。结构测试结果表明，新型材料在锂离子脱出后略微弯曲以适应被释放的锂空间，从而避免材料在电池循环过程中坍塌。电化学测试结果也显示，这种新型材料能够实现铁原子的可逆五电子转移，同时保持晶体结构稳定。这种新型铁基材料有望用于开发更高能量密度和更高电压水平的锂离子电池，从而提高电动汽车和储能系统的性能。此外，这种材料还可能在磁共振成像设备、磁悬浮列车等磁性应用中发挥作用。（斯坦福大学）

　　撰文、整理：王怡博、二七