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第11版:深读周刊·新知

奇妙科技

“中国天眼”新发现

开启脉冲星深度研究

被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)有新发现。记者日前从中国科学院国家天文台获悉,基于“中国天眼”的观测,我国科研人员首次找到了脉冲星三维速度与自转轴共线的证据,标志着天文学家开始利用该望远镜深度研究脉冲星。

国家天文台博士姚菊枚介绍,大质量恒星死亡时,会以超新星爆炸方式催生一类中子星——脉冲星。中子星的起源包含了极其复杂的物理机制,当前人类用计算机进行的超新星模拟,无法产生速度和自转轴共线的中子星,这说明人类对于中子星起源的认识还需进一步加深。

比起自己的“前身”恒星,年轻的脉冲星具有更高的运动速度和更快的自转。经过几十年研究,科学家发现一些年轻脉冲星的速度和自转轴普遍存在共线的关系。但由于年轻脉冲星径向速度测量非常困难,以往研究中对脉冲星速度和自转轴方向的比较,停留在垂直于视线方向的二维平面上。

此次,基于“中国天眼”对处于超新星遗迹S147中脉冲星J0538+2817的观测,国家天文台李菂、朱炜玮团组的姚菊枚博士首次通过闪烁分析的方法获得脉冲星J0538+2817在超新星遗迹S147中的径向位置和速度,结合已有切向速度测量获得三维速度。同时,高精度偏振数据分析给出了三维自转轴的朝向。

新技术减少土壤农药污染

农药对于治理农作物病虫草害具有重要作用,但持续降雨天气不利于农药防治病害。我国科研人员研究制备出一种高粘附性的纳米凝胶材料,能够有效控制雨水条件下农药有效成分的流失,减少土壤农药污染。

西南大学植物保护学院教授孙现超介绍,持续降雨会冲刷农作物叶片表面留存的农药成分,不仅使农药使用无法达到预期病害防治目标,农药成分大量流入土壤还会造成农田环境污染。孙现超带领科研团队,利用生物可降解材料制备出纳米尺寸的水凝胶。这是一种通过将高分子相互连接形成网络,并在网络中填充水作为溶剂构成的新型软物质,具有较高的叶面粘附强度。将抗病毒化合物包裹在纳米凝胶中,喷洒在农作物叶片表面后,凝胶使得农药有效成分附着在作物叶片上,以可控速度长时间缓慢释放。

孙现超团队开展的农业生产试验结果表明,采用纳米凝胶技术制备的农药喷施操作简便,在连续阴雨天气下能够降低雨水冲刷所致药物流失比例,提高药物的使用效率,减少土壤环境污染。此外,凝胶材料安全无害、可降解,有助于进一步提高农药使用的安全性,为新型绿色农药制剂的开发和多功能农药的应用提供新策略。

科学家发现特殊

DNA的合成机制

近日,天津大学教授张雁联合上海科技大学教授赵素文、美国伊利诺伊大学教授Huimin Zhao等研究团队,解析了一种特殊DNA的合成机制,大量能感染细菌的病毒(也称为噬菌体)都含有这种DNA。

该成果潜在应用价值广阔,包括超级耐药菌感染的治疗、绿色无抗生素畜牧饲料和食品保存技术开发、新型纳米材料制备、DNA信息存贮等。

DNA是生命体的遗传物质,决定生物的多样性和特征。生命的遗传信息存储在由A、G、C、T四种碱基组成的DNA序列中。目前唯一的例外是1977年苏联科学家在感染蓝细菌的一株噬菌体中发现由Z、G、C、T组成的DNA,这类特殊DNA的合成机制及普遍性一直未解。

此次科学家找到了催化这一特殊DNA合成的多个酶,不仅涉及Z的合成,还包括A的消除。天津大学药学院教授张雁说,普通DNA测序手段并不能发现Z的存在,团队利用酶水解DNA再进行组分分析的传统方法,证实了地球上广泛存在含这类特殊DNA的噬菌体。

研究团队介绍,他们发现了这种特殊DNA的合成机制,并可以实现它的低成本量产,拓展了DNA在新材料、信息存储等多方面的可应用性。这种特殊DNA增加了结构的热稳定性,可以更快、更高效地制备新型纳米材料。而用DNA取代计算机二进制的图片、录像等数据存储,所需空间大幅缩小,新型DNA的Z碱基可以使DNA信息存储获得加密、分类等功能。

科学家发现能有效

降解塑料垃圾的菌群和酶

从中国科学院海洋研究所了解到,该所科研团队成功获得一个能有效降解塑料垃圾的菌群,并从这个菌群筛查出能明显降解聚乙烯塑料的多个酶,这一成果近日发表在国际学术期刊《危险材料》上。

中国科学院海洋研究所研究员孙超岷带领的科研团队,自2016年开始从青岛近海采集了上千份塑料垃圾样本。经过大量筛选,科研人员发现了一个在塑料表面具有很明显定殖和降解能力的菌群。这个菌群在含有塑料垃圾的培养基中能维持良好的生长能力,科研人员推测其是通过降解塑料获得额外的能量来源。

为此,科研人员对这个菌群组成种类和丰度进行定量分析,发现有5类细菌为优势种群,通过培养成功获得上述5类细菌的纯培养菌株,其中3株具有明显降解塑料能力。科研人员将这3株细菌按照一定比例进行复配,成功获得一个能稳定共存并能显著降解塑料垃圾的菌群。这一复配的菌群尤其喜好降解聚乙烯塑料,两周时间可以将聚乙烯塑料降解为碎片。科研人员结合红外光谱等手段多方位证实这一复配菌群能有效降解塑料。

此后,科研人员从这一复配菌群中筛查到多个可能参与降解塑料的候选酶类,并结合体外表达技术获得多个在24小时内能明显降解聚乙烯塑料的酶。

(本组稿件/河北日报记者王璐丹综合新华社电)

2021-05-27 1 1 河北日报 content_86506.html 1 奇妙科技 /enpproperty-->