来源：环球科学、科技日报、中国科学报、新华社等
制造二维拓扑超导体的通用技术
来源：Y. Jia/Princeton University拓扑超导体被认为有希望用于低错误率的量子计算，但制造这种材料始终进展缓慢。近日，在一项发表于《物理评论X》（Physical Review X）的研究中，研究人员实现了一种高度可控且均匀的片上二维金属化工艺，可以将一类原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMD）转化为超导体，这种工艺与拓扑绝缘体结合，有可能成为制造二维拓扑超导体的通用技术。这项研究的团队曾在去年开发技术，将金属原子渗透到薄绝缘材料中，以期望制造二维拓扑超导体。但原子扩散的距离通常仅有纳米尺度，且扩散方式并不均匀。但研究人员发现，当把一小块金属钯放到单层拓扑绝缘体材料二碲化钨上，同时升温到200摄氏度时，原子可以像液体在薄膜上扩散一样，移动更远的距离，最终渗透的原子形成了一种新的晶体结构Pd7WTe2。研究人员证实，这种新材料具有超导性。由此，他们开发了一种可以高度控制的技术，通过控制原子扩散，可以将超导性引入二维拓扑材料中，并制造特定尺寸的超导盘或环。这项研究结果与现有的纳米制造技术高度兼容，为设计和调控一类二维材料中的超导性和拓扑相提供了一条途径。https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.14.021051
“减肥神药”司美格鲁肽，如何制造饱腹感来帮助减肥
胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种负责在进食后发出饱腹信号的激素。最近有一些新的减肥药物属于GLP-1类似物——GLP-1受体激动剂（GLP-1 RAs），比如“减肥神药”司美格鲁肽。而且，近期有证据表明，这样的药物可以影响服用者对食物的认知，并减少下丘脑对食物的反应，从而有效治疗肥胖，但其核心机制尚不清楚。近日，一项发表在《科学》（Science）杂志上的研究表示，GLP-1 RA会作用于下丘脑背内侧核的神经元，从而引发进食前的饱腹感，防止过量进食。研究人员对肥胖人群（GLP-1 RA治疗与否）进行了基准线、进食前和进食时三个阶段的饱腹感调查。结果表示，GLP-1 RA显著提高了每个阶段的饱腹感，而对照组仅在进食前出现饱腹感下降。通过分析人类和老鼠的大脑，研究人员发现了下丘脑背内侧核的神经通路，它与GLP-1 RA的相互作用可以抑制食欲。钙离子成像结果显示，对这些神经元的光遗传学调控能够引发饱腹感。这项研究提供了利用GLP-1 RA治疗肥胖症的新思路。
https://www.eurekalert.org/news-releases/1049199
抗击麻疹的新方法
麻疹是一种由病毒引起的传染性极强的疾病。当病毒遇到人类细胞时，病毒会显示自身与宿主细胞膜融合的关键部分，一旦融合过程完成，宿主细胞就会死亡。最近在发表于《科学》（Science）的一项研究中，拉霍亚免疫学研究所疫苗创新中心的科学家针对麻疹，开发了一种能够阻止上述融合过程的方法，并利用冷冻电子显微镜，以前所未有的细节展示了这种方法是如何阻止病毒与细胞膜完成融合。
目前的疫苗通常含有灭活或病原性弱化的麻疹病毒，主要产生针对血凝素（一种帮助病毒附着在细胞上的蛋白质）的抗体。然而，疫苗创新中心的团队想要寻找针对融合蛋白的抗体，以便成功阻止病毒与细胞膜的融合。最终，他们把目光投向了名为mAb77的抗体，它的靶标为麻疹病毒的融合蛋白，并且利用在麻疹脑炎患者大脑中发现的麻疹病毒变体，设计了一种融合蛋白。接着，他们使用冷冻电子显微镜，捕捉融合蛋白与抗体结合的图像，并观察抗体如何与病毒相互作用。他们发现，在抗体与融合蛋白结合后，这种蛋白质仍能转化为中间状态，启动融合反应，但抗体能够阻止融合过程的完成，从而阻断病毒感染。目前，免疫力低下的人无法接种现有疫苗，接下来，研究人员将测试新方法在这类患者身上的有效性与安全性。
https://www.eurekalert.org/news-releases/1049786
研究人员绘制出果蝇运动的神经线路图
来源：Tyler Sloan/Quorometrix Studio神经系统的主要功能之一是协调身体的运动。为了了解大脑如何控制适应性运动行为，科学家们长期以来一直试图破译控制肌肉运动的神经线路图。近日，在发表于《自然》（Nature）上的两项研究中，研究人员绘制出了控制果蝇肌肉运动的神经线路图。其中一项研究采用自动化工具、机器学习、细胞类型注释和电子显微镜技术，在一只雌性果蝇的腹神经索（ventral nerve cord，类似于脊椎动物的脊髓）识别出了14 600个神经元胞体和4 600万个突触。随后，研究者利用深度学习，自动重建了整个雌性果蝇的神经元解剖结构和连接。另一项研究绘制了果蝇腿部和翅膀运动神经元所针对的肌肉图谱。他们确定了该雌性果蝇神经索连接组中哪些运动神经元与前腿和翅膀的哪些肌肉相连。在此基础上，他们绘制出了一张在起飞和飞行运动启动过程中协调果蝇腿部和翅膀运动的神经回路图谱。这两项研究首次为节肢动物绘制了突触级神经线路图，使研究者能够就神经线路的功能提出新理论，并否定一些错误的理论。研究者希望，今后的研究可以比较不同果蝇个体更多的连接组。
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07389-x
植物储碳量比预期高，但存储时间短于预期
植物能够通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化成有机物储存在体内。不过，据一项近日发表于《科学》（Science）的研究，英国伦敦帝国理工学院（Imperial College London）的科学家发现植物虽然能够快速吸收二氧化碳，但可能会将其更快释放回大气，储碳时间短于预期。
上世纪60年代的核弹实验产生了大量放射性的碳元素（¹⁴C），并进入了植被的碳循环。科学家将放射性碳的储量数据代入碳循环计算模型，发现现有的模型低估了植被中的放射性碳积累（即净初级生产力，NPP）。相比之下，新的估算值为每年80千兆克，而过去模型的预测值仅为43~76千兆克。同时，现有模型高估了碳在植被中的储存时间，这可能是由于低估了短寿命非木质组织中的碳储。这项研究表明，改进关于植物如何生长和与生态系统相互作用的理论，并相应地调整全球气候模型，将有助于更好地了解生物圈如何缓解气候变化和估算温室效应的进展。
https://phys.org/news/2024-06-carbon-shorter-periods-thought.html
古埃及高级白领的职业病
矮行星“创神星”拥有罕见的行星环
来源：原论文
古埃及书吏是古埃及有书写能力，从事行政工作的高地位男性。古埃及雕像和墓穴的墙壁装饰记载了他们工作时的坐姿和站姿。他们有的长期盘腿而坐，有的偏好蹲坐或蹲踞姿势，有的保持站立。近日，一篇发表在《科学报告》（Scientific Reports）上的论文表示，古埃及书吏的重复工作和他们工作时的坐姿，可能导致了退行性骨骼病变。研究人员分析了公元前2700年至2180年安葬在埃及阿布西尔墓地的69名成年男性的遗骸，其中30人是书吏。他们发现，与其他职业的男性相比，书吏更常出现退行性关节病变。作者认为，书吏脊椎和肩部的退行性病变可能是因为他们长时间盘腿而坐，头部向前弯曲，脊柱弯曲，手臂没有支撑；膝盖、髋部和脚踝的变化说明，书吏可能偏好左腿跪坐或盘腿，右腿弯曲膝盖朝上。这两种坐姿都与雕像和墓穴的墙壁装饰相符。下颌关节的退化可能是因为书吏要咀嚼灯芯草茎的末端，形成类似笔刷的头来书写，大拇指的退化可能是因为反复捏笔所致。这些发现让人们对公元前三千年的埃及书吏生活有了更深入的了解。
https://www.nature.com/articles/s41598-024-63549-z
让机器人拥有特殊的皮肤
此前，将人造皮肤组织附着到固体表面通常需要迷你锚或钩之类的结构，这限制了可与人造皮肤结合的固体表面类型，且可能在运动过程中造成人造皮肤的损坏。近日，发表在《细胞报告·物理科学》（Cell Reports Physical Science）杂志的论文中，研究人员开发了一种能将人造皮肤组织附着在人形机器人的复杂结构上的技术。研究团队模仿人类皮肤韧带结构，在人形机器人脸上使用特殊的V形孔洞，帮助皮肤更好地附着，同时使用一种具有自然黏性的胶原蛋白凝胶进行粘合。研究人员利用等离子体处理法，成功地将胶原蛋白引导到机器人的精细的孔洞结构中，将皮肤贴合在相关表面上。这种设计提高了机器人皮肤与机械组件的兼容性，同时避免了撕裂或剥离。此外，这种生物皮肤可以为机器人带来一系列新的能力，甚至是自我修复能力，使其能像我们的皮肤一样修复轻微的割伤。这项技术甚至可以延伸到化妆品行业和整形外科，将会有很高的价值。
https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(24)00335-7?
对于许多城市居民来说，城市真实气温超过天气预报
地球上总质量最重的野生哺
来源：Duke University热岛效应（Urban heat island effect）指的是由于某一地区因建筑物较多、植被较少且人口密度较高，导致该区域气温高于周围地区的现象。美国城市中的贫困地区就通常比富裕地区温度更高。此前，美国很多地区的天气信息大多来源于公众科学家建立的个人气象站，这些数据由气象站获取并在名为“地下气象”（Weather Underground）的网站上分享。然而，近日一项发表于《环境科学与技术快报》（Environmental Science and Technology Letters）的研究指出，用于测量这些城市地区温度的公众科学工具很可能低估了热岛效应。研究人员从“地下气象”网站上调取北卡罗来纳州四年的气温数据，并绘制了气象站的分布地图，在和各区域收入中位数比较后，他们发现收入中位数较高的地区存在更多的气象站；而在城市中最贫穷、最炎热的地区，个人气象站很少。基于此相关性，研究人员对数据进行了调整，并与美国国家热卫生综合信息系统（NIHHIS）的气温数据进行比对，验证了他们的方法。调整后的数据显示，在北卡罗来纳州达勒姆气象站较少的地区，2021 年 7 月平均晚间气温的估算值比之前报告的温度高出近1℃。这项研究提供了一种统计学方法，可以更准确地估算和修正城市的热岛效应 。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.4c00296
极端野火过去20年增加一倍
近年来，严重野火事件不断打破历史纪录，引发全球关注。这些野火夺去了人的生命、财产、牲畜、野生动物和栖息地，造成数十亿美元的损失。相应的空气污染被认为导致了数以千计的额外死亡。极端野火的频率和强度似乎在过去20年里翻了一倍，而且其中6个最极端年份都出现2017年后。
为了解野火的频率和/或强度是否在增加，研究人员利用2003年至2023年的卫星数据确定了活跃的热点区，并计算了一次火灾事件的总强度，而不只针对单个时间和地点。他们发现，极端猛烈的野火在过去20年里的频率和强度都翻了一倍多，并且最极端的6个年份都出现在2017年以后。他们还发现，新北界和澳新界/大洋洲受这些极端事件的影响最为严重，极端事件的增加主要源于温带针叶林和北方针叶林出现了更多的剧烈火灾，包括在北美和俄罗斯，而这可能与近年来气候变化导致这些森林干旱度上升有关。研究结果已于6月24日发表于《自然·生态与演化》（Nature Ecology & Evolution）。
https://www.nature.com/articles/s41559-024-02452-2
海底天文台发现了迄今检测到的最高能中微子
超高能中微子（以接近光速行进的微小亚原子粒子）探测只有十多年的历史，这些粒子被视为宇宙中一些高能事件的信使，比如遥远星系中超大质量黑洞的爆发等。据《自然》新闻（Nature news）消息，当地时间6月18日，在意大利米兰举办的2024中微子会议（Neutrino 2024）上，研究人员表示，他们借助深渊天体粒子研究（Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss，ARCA）天文台探测到了迄今为止最为高能的中微子。
ARCA是一个位于地中海海底、仍在建设中的中微子天文台，也是立方千米中微子望远镜（KM3NeT）较大的组成部分。ARCA目前由28根绳子组成，每根绳子长800米，其上串有18个有机玻璃球体探测器单元，可用于感知微弱的光子。研究团队希望到2028年能将绳子总数扩大到230根。ARCA检测到的大部分光源于高能宇宙射线粒子撞击地球大气层产生的高能粒子，还有高能中微子穿过地球时产生的高能带电粒子μ介子。而这次报告的探测中，超过1/3的ARCA传感器都记录到了与水平穿过天文台的μ子一致的闪光，这些闪光是由从地平线以下约1度到达的中微子产生。研究人员表示，这意味着这些中微子的能量可能高达数十拍电子伏特，使其成为迄今探测到的最高能的中微子。研究人员未在会议上透露中微子来源的确切方向和观测发生的时间，而是计划在后续发表的论文中介绍这些细节。
https://www.nature.com/articles/d41586-024-02074-5
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