11月29日（星期五）消息，國(guó)外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下：

《科學(xué)》網(wǎng)站（www.science.org）

科學(xué)家找到更快、更環(huán)保開(kāi)采“白色黃金”方法

鋰被稱為“白色黃金”，是電動(dòng)汽車電池的關(guān)鍵金屬，全球?qū)︿嚨男枨笠恢本痈卟幌?。目前，鋰的大部分?lái)自智利、阿根廷和玻利維亞等地的巨大蒸發(fā)池。公司從地下蓄水層抽取含鹽的含鋰鹽水到巨大的淺池中，通過(guò)太陽(yáng)蒸發(fā)大部分水，以濃縮鋰離子。然后，他們混合化學(xué)物質(zhì)，使鋰以固體碳酸鋰的形式沉淀出來(lái)。這種方法可能比從巖石中開(kāi)采鋰更有利可圖，但太陽(yáng)能蒸發(fā)過(guò)程可能需要一年多時(shí)間，而且蒸發(fā)池在脆弱的沙漠中蔓延數(shù)百平方公里，建造和維護(hù)成本高昂。

現(xiàn)在，研究人員正試圖用電力取代陽(yáng)光。電方法通常依賴于兩個(gè)腔室，一個(gè)充滿源鹽水，另一個(gè)充滿純凈水。每個(gè)腔室都有一個(gè)電極，腔室由一層膜隔開(kāi)，膜只允許某些離子通過(guò)。水室中電極的電流使水分子分裂，產(chǎn)生氫氣和帶負(fù)電荷的氫氧根離子，氫氧根離子吸引鹽水中帶正電荷的鋰離子，將它們吸引到膜上。與此同時(shí)，在鹽水的一側(cè)，水失去電子到電極上，產(chǎn)生氧氣。這些步驟可以在連續(xù)的電池中重復(fù)，直到水那邊的鋰足夠集中，可以沉淀出來(lái)。

這個(gè)想法并不新鮮，但它存在問(wèn)題。這個(gè)裝置消耗了大量的電力，其中大部分用于造氧反應(yīng)，而氧氣反應(yīng)非常緩慢。另一個(gè)缺點(diǎn)是，鹽水室中的氯離子也會(huì)在電極上緩慢反應(yīng)，形成氯氣，這是一種危險(xiǎn)的有毒氣體。

美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員最近在《物質(zhì)》（Matter）雜志上報(bào)道了一種解決這些問(wèn)題的方法。當(dāng)鋰被吸入設(shè)備的水室時(shí)，研究人員捕獲產(chǎn)生的氫氣，并將其輸送到鹽水一側(cè)，其中加入了氫氧化鈉（一種用于制造肥皂的廉價(jià)化合物）。添加劑釋放氫氧化物離子，只需很小的電壓差就能與注入的氫反應(yīng)生成水。這將整個(gè)過(guò)程的電力需求減少了80%，并首先防止了氧氣的形成。

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

1、新方法可以從空氣中高效收集水

從空氣中收集水分并降低濕度對(duì)于實(shí)現(xiàn)更舒適的生活至關(guān)重要。水吸附聚合物在大氣集水和干燥劑空調(diào)中一直發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但解吸使聚合物能夠有效地重復(fù)使用一直是一個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)在，日本大阪城市大學(xué)的研究人員已經(jīng)找到了一種更有效地解吸這些聚合物的方法。

通常，解吸這些聚合物需要大約100°C的熱量，但研究人員開(kāi)發(fā)了一種液體水分吸附劑，只需大約35°C的溫度即可完成。這是通過(guò)使用聚乙二醇和聚丙烯乙二醇的隨機(jī)共聚物實(shí)現(xiàn)的，聚乙二醇對(duì)水的吸附性較好，而聚丙烯乙二醇對(duì)水的吸附性稍差。

它們親水特性的差異創(chuàng)造了一種轉(zhuǎn)移機(jī)制，可以分解水團(tuán)，更容易地釋放水。這項(xiàng)技術(shù)不僅有潛力應(yīng)用于干旱地區(qū)和能源有限地區(qū)的供水，而且還可以確保在災(zāi)難和緊急情況下獲得水。

這項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)也有望導(dǎo)致溫室氣體的減少和水資源的更有效利用。展望未來(lái)，研究人員將致力于改進(jìn)液體水分吸附劑，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，以實(shí)現(xiàn)其實(shí)用化。

2、隨著人類進(jìn)化，大腦發(fā)育得越來(lái)越快

一項(xiàng)關(guān)于人類大腦進(jìn)化的新研究發(fā)現(xiàn)，與早期物種相比，現(xiàn)代人、尼安德特人（現(xiàn)代歐洲人祖先的近親）以及人類家譜上的其他近親以更快速度進(jìn)化出更大大腦。

這項(xiàng)研究最近發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上，推翻了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于人類大腦進(jìn)化的觀點(diǎn)。來(lái)自英國(guó)雷丁大學(xué)、牛津大學(xué)和達(dá)勒姆大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，每個(gè)古人類物種的大腦體積都是逐漸增加的，而不是在物種之間出現(xiàn)突然的跳躍。

該團(tuán)隊(duì)收集了迄今為止規(guī)模最大、跨越700萬(wàn)年的古人類化石數(shù)據(jù)集，并使用先進(jìn)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)方法來(lái)解釋化石記錄中的空白。這些創(chuàng)新的方法提供了迄今為止關(guān)于大腦體積如何隨時(shí)間演變的最全面的觀點(diǎn)。

這項(xiàng)研究挑戰(zhàn)了一些古老的觀點(diǎn)，即一些物種，如尼安德特人，其大腦體積是不變的，因此無(wú)法適應(yīng)環(huán)境的；相反，它強(qiáng)調(diào)了漸進(jìn)和持續(xù)的變化是大腦體積進(jìn)化背后的驅(qū)動(dòng)力。

研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的模式：雖然體型較大的物種通常有更大的大腦，但在單個(gè)物種中觀察到的大腦體積變化并不總是與體型相關(guān)。因此，在長(zhǎng)達(dá)數(shù)百萬(wàn)年的漫長(zhǎng)進(jìn)化時(shí)間尺度上，大腦體積的進(jìn)化受到不同因素的影響，而這些因素在單個(gè)物種中觀察到，這突顯了進(jìn)化壓力對(duì)大腦體積的復(fù)雜性。

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

1、新型人工智能可進(jìn)行全身性疾病診斷

人工智能（AI）在讀取醫(yī)學(xué)圖像的能力方面取得了快速進(jìn)展。在英國(guó)國(guó)家衛(wèi)生局最近的一項(xiàng)測(cè)試中，一種AI工具分析了1萬(wàn)多名女性的乳房x光照片，并正確識(shí)別出哪些患者被發(fā)現(xiàn)患有癌癥，以及11例醫(yī)生遺漏的病例。然而，像紅斑狼瘡和糖尿病這樣的全身性疾病對(duì)這些系統(tǒng)構(gòu)成了更大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樵\斷它們通常需要分析各種類型的醫(yī)學(xué)圖像，從核磁共振成像到CT掃描等。

現(xiàn)在，美國(guó)華盛頓大學(xué)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種AI醫(yī)學(xué)圖像分析模型BiomedParse，該模型可以處理9種類型的醫(yī)學(xué)圖像，以更好地預(yù)測(cè)全身性疾病。醫(yī)療專業(yè)人員可以將圖像加載到系統(tǒng)中，并用簡(jiǎn)單的英語(yǔ)向該AI系統(tǒng)提問(wèn)。

這項(xiàng)研究成果最近發(fā)表在《自然方法》（Nature Methods）雜志上。

研究人員專注于多模態(tài)生成AI系統(tǒng)，這意味著其可以處理多種醫(yī)學(xué)圖像。以前的研究一次只考慮一種類型的圖像，例如癌癥研究中的病理圖像。新方法是綜合考慮各種圖像來(lái)預(yù)測(cè)全身性疾病。像糖尿病這樣的疾病會(huì)出現(xiàn)在全身各處——眼睛、牙齒、腎臟等等。如果只有一個(gè)可以看眼睛圖像的模型，它可能會(huì)錯(cuò)過(guò)關(guān)于全身性疾病的癥狀。

他們結(jié)合了各種工具來(lái)構(gòu)建BiomedParse，它可以跨九種模式工作，能夠整合包括CT掃描、核磁共振成像、x射線等在內(nèi)的模型。該模型有點(diǎn)像醫(yī)學(xué)圖像的搜索引擎，使非專業(yè)人員能夠與模型討論需要領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)的非常專業(yè)的醫(yī)學(xué)圖像。這可以使醫(yī)生更好地理解圖像，因?yàn)椋?，閱讀病理圖像通常需要很高的專業(yè)知識(shí)。

2、解開(kāi)原子秘密：高能X射線照亮不可見(jiàn)世界

歐洲X射線自由電子激光裝置（XFEL）攜手德國(guó)電子同步加速器實(shí)驗(yàn)室（DESY），通過(guò)創(chuàng)造具有兆赫茲重復(fù)率的高功率阿秒硬X射線脈沖，在X射線科學(xué)方面取得了突破性進(jìn)展。這一成就為研究超快電子動(dòng)力學(xué)和進(jìn)行非破壞性原子尺度測(cè)量開(kāi)辟了新的可能性。研究人員在最新一期的《自然光子學(xué)》（Nature Photonics）上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

研究人員成功地產(chǎn)生了能量水平超過(guò)100微焦耳的單脈沖硬X射線脈沖，脈沖持續(xù)時(shí)間僅為幾百阿秒（1阿秒=1*10^-18秒）。這個(gè)時(shí)間尺度如此之短，以至于科學(xué)家們能夠觀察到物質(zhì)中最快的電子運(yùn)動(dòng)。

這些高功率阿秒X射線脈沖可以為在原子尺度上研究物質(zhì)開(kāi)辟新的途徑。有了這些獨(dú)特的X射線，研究人員可以對(duì)結(jié)構(gòu)和電子特性進(jìn)行真正的無(wú)損傷測(cè)量。這為阿秒晶體學(xué)等高級(jí)研究鋪平了道路，使科學(xué)家能夠在真實(shí)空間中觀察電子動(dòng)力學(xué)。

產(chǎn)生這種超短硬X射線脈沖的傳統(tǒng)方法需要將電子束電荷大幅降低到幾十皮庫(kù)侖，這限制了脈沖能量和實(shí)際應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種方法，利用電子束的集體效應(yīng)和歐洲XFEL的專用光束傳輸系統(tǒng)。這種方法能夠在不減少電子束電荷的情況下，以太瓦級(jí)峰值功率和兆赫茲重復(fù)率產(chǎn)生阿秒X射線脈沖。

通過(guò)將超短脈沖與兆赫茲重復(fù)頻率相結(jié)合，研究人員現(xiàn)在可以更快地收集數(shù)據(jù)，并觀察到以前隱藏在視線之外的過(guò)程。這一發(fā)展有望改變多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的研究，特別是在蛋白質(zhì)分子和材料的原子尺度成像以及研究非線性X射線現(xiàn)象方面。（劉春）