4月14日（星期一）消息，國外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《自然》網(wǎng)站（www.nature.com）

國際能源署：2030年數(shù)據(jù)中心能耗將翻倍，AI成主要推手

國際能源署（IEA）最新報告預(yù)測，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的電力消耗將增長一倍以上，達到945太瓦時（1太瓦時= 10億度電），接近日本當(dāng)前用電量。相比之下，2024年數(shù)據(jù)中心耗電量為415太瓦時，占全球總用電量的1.5%。這一激增的主要驅(qū)動因素是人工智能（AI）的快速發(fā)展。

報告指出，AI服務(wù)器在2024年已占數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電力需求的24%，占數(shù)據(jù)中心總能耗的15%。盡管數(shù)據(jù)中心還承擔(dān)其他計算任務(wù)，但AI應(yīng)用的快速普及將顯著增加未來能耗。國際能源署同時強調(diào)，由于AI技術(shù)發(fā)展速度的不確定性，實際能耗可能超出預(yù)期。

目前，全球數(shù)據(jù)中心能耗的85%來自于美國、歐洲和中國。預(yù)計到2030年，發(fā)達經(jīng)濟體的能耗增長將超過20%，而發(fā)展中經(jīng)濟體僅占5%。為滿足需求，各國正加速建設(shè)發(fā)電設(shè)施和升級電網(wǎng)，但國際能源署預(yù)測，約20%的數(shù)據(jù)中心可能面臨并網(wǎng)延遲的挑戰(zhàn)。

報告警告稱，盡管全球三分之二的新增電力將來自可再生能源，但部分國家仍在擴建天然氣發(fā)電設(shè)施，這可能延緩能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。數(shù)據(jù)中心能耗的快速增長可能對實現(xiàn)全球氣候目標(biāo)構(gòu)成威脅。此外，數(shù)據(jù)中心的集中建設(shè)模式可能給區(qū)域電網(wǎng)帶來額外壓力。

《科學(xué)通訊》網(wǎng)站（www.sciencenews.org）

擬南芥隱藏百年的秘密：一種酶讓種子增大17%

擬南芥（Arabidopsis thaliana）是植物學(xué)研究的模式生物，因其繁殖快、基因組簡單而被廣泛研究。然而，日本名古屋大學(xué)研究團隊在《當(dāng)代生物學(xué)》（ Current Biology）發(fā)表的最新研究表明，這種植物仍存在未知機制——其花朵會選擇性為受精卵提供營養(yǎng)，促進種子發(fā)育。這一發(fā)現(xiàn)可能為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)提供新思路。

作物產(chǎn)量通常取決于種子數(shù)量和大小。從農(nóng)業(yè)起源至今，人類一直在篩選大籽粒作物?，F(xiàn)代育種學(xué)和分子生物學(xué)雖已識別相關(guān)基因，但其生理機制仍不明確。

該研究的突破在于視角創(chuàng)新。多數(shù)研究聚焦花粉與胚珠的結(jié)合過程，而名古屋大學(xué)團隊另辟蹊徑，追蹤營養(yǎng)物質(zhì)通過韌皮部輸送至胚胎的路徑。他們發(fā)現(xiàn)，韌皮部末端的細(xì)胞會形成胼胝質(zhì)屏障，其開閉狀態(tài)直接決定營養(yǎng)分配：受精胚珠的屏障打開，未受精胚珠的屏障則保持封閉，確保資源高效利用。

團隊進一步鎖定關(guān)鍵酶AtBG_ppap。實驗顯示，缺乏該酶的擬南芥種子比正常小8%，而過表達該酶的植株種子增大17%。在水稻中驗證時，同樣操作可使稻粒增大9%，表明該機制可能適用于大豆、玉米、小麥等作物。

有學(xué)者指出，這一發(fā)現(xiàn)看似簡單卻意義重大。該研究不僅揭示了植物資源分配的新機制，更為作物改良提供了潛在工具。

《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com）

1、一滴血測癌癥？突破性血液檢測技術(shù)精準(zhǔn)追蹤腫瘤動態(tài)

美國威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院和紐約基因組中心的研究團隊開發(fā)出一種新型糾錯方法，能夠通過血液樣本高靈敏度、高準(zhǔn)確地檢測癌癥，有望用于患者治療后的病情監(jiān)測。這項基于全基因組DNA測序的技術(shù)，為實現(xiàn)血液檢測篩查早期癌癥的目標(biāo)邁出了重要一步。

研究發(fā)表于《自然·方法》（Nature Methods）期刊，團隊利用基因測序公司的低成本測序平臺，實現(xiàn)了超高深度的全基因組測序，能夠檢測血液中極低濃度的循環(huán)腫瘤DNA（低至百萬分之一水平）。結(jié)合糾錯技術(shù)后，檢測誤差率大幅降低，使該方法在無腫瘤組織樣本的情況下仍能準(zhǔn)確識別癌癥信號。

血液“液體活檢”技術(shù)有望革新癌癥診療，但如何從微量腫瘤DNA中精準(zhǔn)識別突變特征一直是重大挑戰(zhàn)。威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的研究團隊通過全基因組測序（而非傳統(tǒng)靶向測序）提升了檢測能力，此前已成功應(yīng)用于晚期黑色素瘤和肺癌的血液檢測。

在新研究中，團隊進一步優(yōu)化技術(shù)，證明低成本測序平臺可大幅提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，并通過雙鏈DNA的冗余信息糾錯，使檢測更加可靠。與多機構(gòu)合作的研究顯示，該方法能通過血液樣本監(jiān)測膀胱癌和黑色素瘤患者的癌癥動態(tài)，例如治療后腫瘤DNA水平的變化與疾病進展或緩解高度相關(guān)。

該技術(shù)的成功應(yīng)用標(biāo)志著癌癥監(jiān)測邁向無創(chuàng)化，未來或可通過常規(guī)血液檢測實現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)和動態(tài)追蹤，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供新工具。

2、阻止納米塑料擴散：土壤酸堿度或是關(guān)鍵防線

納米塑料對生態(tài)系統(tǒng)的威脅日益嚴(yán)重，但其在土壤中的遷移行為仍需深入研究。日本早稻田大學(xué)和日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的團隊通過實驗分析了不同土壤類型及pH條件下納米塑料的吸附與聚集特性，為理解其環(huán)境行為提供了新視角。研究成果于最近發(fā)表在《整體環(huán)境科學(xué)》（Science of The Total Environment ）期刊上。

塑料廣泛存在于包裝、紡織品等領(lǐng)域，其降解后產(chǎn)生的納米顆粒（1-100納米）可能滲入土壤，影響植物生長并威脅生物健康。為探究納米塑料的遷移規(guī)律，研究人員選取了性質(zhì)差異顯著的火山灰土和細(xì)砂作為實驗對象，并測試了聚苯乙烯納米顆粒在不同pH條件下的行為。

實驗通過激光衍射、紫外光譜和Zeta電位分析等技術(shù)，重點研究了納米塑料的自聚集、土壤吸附特性及其對土壤顆粒聚集的影響。結(jié)果顯示，聚苯乙烯納米顆粒因表面帶高負(fù)電荷而未發(fā)生自聚集，但其在土壤中的吸附行為受pH值顯著影響。例如，在特定pH條件下，納米塑料會吸附于土壤顆粒并引發(fā)土壤聚集，從而影響其遷移能力。

研究表明，土壤類型和pH值是決定納米塑料遷移的關(guān)鍵因素。這一發(fā)現(xiàn)為制定針對性的塑料污染治理政策提供了科學(xué)依據(jù)，強調(diào)了土壤環(huán)境特性在污染防控中的重要性。

《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com）

1、當(dāng)DNA變成電路：科學(xué)家打造可自編程的分子機器人

科學(xué)家正致力于開發(fā)可在活細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定運行的DNA納米器件，這項技術(shù)有望在分子層面實現(xiàn)對生物系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。

《智能計算》（Intelligent Computing）近期發(fā)表的綜述《從試管到細(xì)胞：DNA計算電路的回歸？》（From the Test Tube to the Cell: A Homecoming for DNA Computing Circuits?）指出，DNA鏈置換電路是動態(tài)DNA納米技術(shù)的核心。該技術(shù)通過“立足點介導(dǎo)的鏈置換”實現(xiàn)動態(tài)反應(yīng)：外來DNA鏈通過“立足點”結(jié)合并置換現(xiàn)有鏈?；A(chǔ)系統(tǒng)如“蹺蹺板門（Seesaw gates）”和雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)支持復(fù)雜邏輯運算和信號放大，而協(xié)作門則需多輸入觸發(fā)輸出，實現(xiàn)精細(xì)調(diào)控。這些組件可組合成網(wǎng)絡(luò)，模擬化學(xué)反應(yīng)路徑，并與DNA折紙等結(jié)構(gòu)器件結(jié)合，擴展生物應(yīng)用范圍。

DNA鏈置換可由核酸、蛋白質(zhì)、小分子等生物成分觸發(fā)。核酸（如DNA、RNA）通過互補設(shè)計直接輸入，用于轉(zhuǎn)錄組分析和活細(xì)胞監(jiān)測；適配體則能高特異性結(jié)合靶標(biāo)，實現(xiàn)信號檢測。為連接適配體與電路，研究人員開發(fā)了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換適配體、遠程立足點、DNAzyme等方法，確保信號精準(zhǔn)傳導(dǎo)。

目前，DNA鏈置換主要應(yīng)用于體外，體內(nèi)應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)，如DNA降解酶的破壞。為提高穩(wěn)定性，科學(xué)家嘗試結(jié)構(gòu)修飾（如發(fā)夾終端保護）和化學(xué)修飾（如2'-O-甲基化）。此外，細(xì)胞天然排斥DNA，需依賴轉(zhuǎn)染技術(shù)遞送納米器件。進入細(xì)胞后，鹽濃度、分子擁擠等因素可能干擾反應(yīng)。為此，研究團隊正開發(fā)可編碼至質(zhì)?；蛉旧w的RNA納米器件，通過細(xì)胞自身表達電路。

該技術(shù)還推動了計算模型的創(chuàng)新，將傳統(tǒng)算法與生化過程結(jié)合，實現(xiàn)生物兼容計算。未來，自主運行的DNA納米機器或能精準(zhǔn)操控生物過程，為醫(yī)療和生命科學(xué)帶來突破性進展。

2、納米結(jié)構(gòu)創(chuàng)造奇跡：科學(xué)家讓銅合金擁有“超合金”般的神奇性能

由美國亞利桑那州立大學(xué)、美國陸軍研究實驗室（ARL）等聯(lián)合研發(fā)的新型銅合金Cu-3Ta-0.5Li，在高溫強度和熱穩(wěn)定性方面取得重大突破。這項發(fā)表在《科學(xué)》（Science）期刊的研究成果，標(biāo)志著銅基材料在極端環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵一步。

研究團隊通過創(chuàng)新的合金設(shè)計方法，在傳統(tǒng)Cu-Ta體系中精準(zhǔn)添加0.5%的鋰元素，成功構(gòu)建了獨特的納米結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由銅鋰沉淀相和鉭原子雙層組成，使材料在接近熔點的溫度下仍能保持優(yōu)異的性能穩(wěn)定性。測試數(shù)據(jù)顯示，該合金在800℃高溫環(huán)境下持續(xù)工作10,000小時后，力學(xué)性能幾乎沒有衰減。其室溫屈服強度達到1120MPa，同時展現(xiàn)出卓越的抗蠕變性能，這些指標(biāo)均顯著優(yōu)于現(xiàn)有商用銅合金。

這種材料的突破性性能源于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計。研究人員借鑒了鎳基超合金的強化機制，通過精確控制鋰元素的含量，將原本球形的沉淀相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的立方體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變不僅大幅提升了材料強度，還使其具備了出色的高溫穩(wěn)定性。

在應(yīng)用前景方面，該合金特別適合航空航天、國防裝備和能源系統(tǒng)等領(lǐng)域的極端工況需求。其優(yōu)異的綜合性能使其有望用于制造高性能熱交換器、耐高溫電子元件以及新一代武器系統(tǒng)等關(guān)鍵部件。（劉春）