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  10月22日,以“嗨,科学!”为主题的中国科学院第三届科学节在北京启动,该活动将从2020年10月31日持续到11月6日,在中科院各院属单位举办400余场科普活动。  10月31日至11月1日,科学节将在中国科学院植物研究所北京植物园设立为期2天的主场,主场活动包括“嗨剧场”“零距离”“创工坊”“科学之美”和“科普图书展”等五大内容——  “嗨剧场”以科学文艺节目展演为主;“零距离”依托中科院创新科研成果制成大型科普展品,以实景模型、视频解读、全息展示、VR体验等多种互动形式,让公众可以在科学节现场感受科技的力量;“创工坊”开设了近20个科学主题的动手实践趣味活动,面向亲子和孩子;“科学之美”以图片和视频展为主,分主题在主场不同位置设置科学图片展和视频展,让公众置身其中感受科学之美;“科普图书展”主要联合出版社展出和售卖优秀科普图书和童书。  除主场活动以外,此次科学节还将在中科院全国范围内的各分院和研究机构开展一系列科普活动。10月31日上午,“创新驱动发展科技引领未来——中国科学院科技创新年度巡展2020北京站”还将在北京自然博物馆开幕,巡展三维全景展厅同期上线。  值得一提的是,除线下活动外,此次科学节还将打造云上科学节,联合直播媒体,以游园的方式,对北京主场活动开设每天7小时全网直播。科学节的全部节目和活动均免费向社会公众开放,每项活动只接受网络预约报名,报名地址可登录“中国科普博览”网站。

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  记者22日从中国科学院南京土壤研究所获悉,中国、西班牙学者近期发现,土壤中的关键菌群与农作物产量关系密切。保护土壤中的关键菌群,或能达到减肥增产的效果。  领导此项研究的中科院南京土壤所研究员褚海燕介绍,以往观念里,影响农作物产量的因素主要是旱涝、霜冻等气候灾害,以及化肥施用和病害等。但其实,土壤中种类最多、生物量最大的微生物群体,也在农作物生长过程中发挥重要作用,却常常被人们忽略。  此次,研究团队基于安徽蒙城小麦试验田的数据,系统研究了土壤微生物与农作物产量的关系。  研究人员对土壤样品中的细菌、真菌、线虫等各类土壤生物进行了统计,结果发现,土壤中的关键微生物菌群,如固氮菌、解磷菌、光合菌等,与农作物生长息息相关。这些微生物菌群,能够增强土壤中碳、氮、磷、硫等元素的循环,促进小麦对养分的吸收。土壤中关键微生物菌群丰富完好的样品,潜在植物病原菌也明显减少,小麦产量更高。  “这一研究说明,微生物菌群在维持土壤功能、提高农作物产量方面发挥着重要作用。这也为今后的农业生产提供了指导,保护土壤中关键菌群的多样性,可能能达到减肥增产的效果。”褚海燕说。  相关研究成果已于近期刊登在生态学领域权威刊物《国际微生物生态学会会刊》上。

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  石油是大自然给人类的馈赠。几乎所有油藏都是油、水、气三相共生的,且随着油田开采进程和二次采油、三次采油措施的实施,油井采液的总量和各相含量都在不断变化,要准确得到生产过程油气水各相的产量、监测油井动态信息、评定生产措施的有效性、判断油井的开采价值,就需要一个能实时动态测量油气水各相流量和总流量的仪器。  日前,在国家重大科学仪器设备开发专项和中国科学院战略性先导专项的支持下,中国科学院力学研究所吴应湘研究员领导的科研团队攻克了油气水混相流量计量的难题,突破了传统的测试原理。在由科技部组织的项目验收中,专家组一致认为:该项目圆满完成了油气水分离与计量仪器研发的全部内容,各项考核指标均达到任务要求,取得了多项具有自主知识产权的创新研究成果。  同时,这项成果成功顺利实现了实用化和产业化——由他们研制的油气水多相流量计已成功应用于辽河油田、中海油南海油田、大庆油田等生产现场,在国内外率先实现了对油井产液的混相快速准确计量,且成立了以该技术为核心的“安徽中科引力科技有限公司”,推进技术的产业化。  据介绍,“十五”期间,中科院与中海油共同出资7500万元,启动10项基础应用型重大专项,多相流量相关技术和产品的研发就是其中之一。“十五”结束后,吴应湘的研究还在持续。深耕近二十载,在国家重大科学仪器设备开发专项和中国科学院战略性先导专项的支持下,研究团队通过计量原理的创新,终于开发出具有自主知识产权的不受多相流的流型影响、不受各相含率影响、不受油品影响、不受操作条件影响、没有放射性器件、不进行相分离、计量精度很高的油气水多相流量计。  中科引力公司总经理张勇介绍,在海上钻井平台和辽河油田的实地测试中,测量不确定度在3%以内,达到国际领先水平,其优势是测量精度高、实时在线、体积小巧、无放射源、适用范围宽。与海上钻井平台使用的传统测试分离器比,这款多相流量计的体积仅为其百分之一。“对于海上钻井平台来说,每平方米造价和维护成本高昂,每节省一立方米,都能极大地降低生产成本。”  “中科引力将持续投入资源支持产品研发,深耕油气水计量这个垂直细分领域,形成面向陆上油田、海洋平台、海底水下及单井井下的多层次全系列产品线,并向更高的精度和更稳定可靠的性能方面迈进,在油气水多相计量这个领域持续走在行业的前沿。”张勇满怀信心地告诉记者。  (原载于《光明日报》2020-10-2308版)

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  记者21日从清华大学航天动力学实验室获悉,日前该校与北京航空航天大学的联合研究团队在《自然·天文》期刊上发表文章《重建陀螺型小行星表面巨石的演化历史》。团队应用超级计算机天河二号集群对超大规模空间颗粒系统进行仿真研究,模拟太阳系小行星的自旋演化过程,发现了陀螺型小行星形成背后的共同演化机制。  陀螺型小行星因有鼓起的赤道脊,外表形似陀螺得名。这类小行星在太阳系中普遍存在,但其形成机制却一直悬而未决。此前美、日两国探测器近距离观测陀螺型小行星“龙宫”和“贝努”发现,其表面风化层上散布诸多巨石。这些巨石的尺寸表明其与小行星本身的形成时间相当,其中很可能暗藏小行星的地质演化甚至起源线索。  研究团队从巨石分布规律入手,发现小行星表面非均匀散热产生的自旋加速可能是其最终演化为陀螺型的幕后推手。团队使用完全自主开发的空间颗粒动力学软件,建立了千万量级颗粒精度的行星地表模型,在天河二号高性能计算集群上模拟了小行星风化层在百万年时间尺度上的流动和演化。结果表明,自旋加速引起离心力增大,使赤道附近的颗粒层逐渐不稳定,最终滑移并沉积于赤道区域,形成鼓起的赤道脊;同时,地表巨石也随之蠕变移动,位于高纬度的巨石维持稳定,中纬度的巨石陷入下方的流沙中,赤道区域的巨石则被来自中纬度的沉积物完全掩埋。模拟结果与“龙宫”“贝努”的观测结果高度相符。  论文通讯作者、清华大学航天航空学院教授宝音表示,相关成果将服务于我国未来的小行星探测任务,为任务的设计论证提供方法依据和理论支撑。

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从贝努上空250米处俯瞰OSIRIS-REX的选定取样点。图片来源:NASA/戈达德/亚利桑那大学/《自然》在线版OSIRIS-REX航天器将对贝努进行采样。图片来源:NASA/戈达德/亚利桑那大学/《自然》在线版  一艘航天器,在距地球3.34亿公里的深色菱形小行星表面上停留了几秒钟。这个时间,已足够它收集所需的尘埃和卵石。  据美国福克斯新闻网、英国《自然》网站报道称,美国国家航空航天局(NASA)的OSIRIS-REX航天器美国时间20日完成了对小行星贝努的历史性着陆,这是NASA首次执行小行星表面取样任务。更重要的是,这些富含碳的样本终将返回地球,相当于给人类带来“一张太阳系的婴儿照片”。  作业很难,但航天器很乖  这是NASA首次对一颗小行星“下手”。  接近行动从慢慢靠近到最后离开,全程持续了4个多小时,OSIRIS-REX航天器在美国东部时间20日下午6时11分确认与贝努表面成功接触。在接触期间,航天器的特殊设备从贝努表面收集了所需岩石。这是3.3米机械臂末端的一个圆柱形装置,其“轻拍”南丁格尔陨石坑上的一个小点,持续几秒钟,释放出氮气,吹起一堆小行星碎片中的小颗粒,取样再收回到OSIRIS-REX内部。  实际上,这真正的接触只有几秒钟,因此仍是在6时11分,航天器离开了小行星的表面。它将乖乖地退到安全距离,留待科学家评估它收集了多少物质。  NASA团队成员在转播中称:“这是历史性事件。”NASA确信航天器完成了这项任务且表现出色,稍后地面将收到所获取样本的确切重量以及接近小行星时的图像。NASA希望能拿到60克的样本,但他们表示,就算少个一两克,也不至于就不让航天器“回家”。  演练多年,团队仍提心吊胆  这次接近行动其实经过多年的计划和演练。仅今年就进行了两次模拟——OSIRIS-REX团队两次让航天器接近贝努表面,第二次演练时OSIRIS-REX与小行星最近只有40米左右。  而耗资8亿美元的OSIRIS-REX航天器,早于2016年9月就从地球发射升空了,2018年12月到达工作位置,此后一直在其轨道上运行,为接近做准备。  演练这么久是有道理的。在20日正式接近之前,该任务的首席研究员、亚利桑那大学的行星科学家丹特·劳里塔甚至认为“我们的第一次尝试可能不会成功”。因为这一过程足以让人提心吊胆——航天器将不得不穿过一块别名“厄运山”的高耸巨石,大约有两层楼的高度,然后再进入一个比几个停车位大不了多少的取样区。  很幸运的是,接近任务成功了。劳里塔表示:“我希望大家把它当成一个好消息,我们为之骄傲,因为今年发生了太多疯狂的事了。”  用你来分析怎么击碎你,还望不要介意  在此之前,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的两项任务,已经从小行星表面获得了一些尘埃样本,2019年取样的一些尘埃,现在正在返回地球的路上,准备接受分析。而在JAXA任务之前,地球上的人们如果想了解小行星的组分,基本都要通过研究坠落到地球的陨石来进行,而这些陨石在穿越大气层撞到地面的过程中,极易受到污染。  而直接从小行星上“挖石头”,则可以排除地球污染去研究45亿多年前太阳系形成时遗留下来的痕迹。小行星们,各有各自的精彩故事,这些样本等于“亲口”向我们讲述它是如何形成的,又是如何随着时间的推移而演变的。  科学家认为,贝努的故事应该尤其动人,因为它可能富含有机化合物,其在整个太阳系中遍寻可见,包括地球上的生命。  此外,我们还能在贝努的岩石上进行分析,寻找保护地球不受近地小行星伤害的线索,譬如说,怎么更好地击碎它们,至于这一点“希望贝努不要介意”,团队成员们笑称。

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  科技日报北京10月21日电 (记者张梦然)你能承受相当于自己体重4万倍的压力吗?英国《自然》杂志21日公开了一项仿生学及机械学重要研究,美国科学家团队揭开了即使是巨大的挤压力也压不死的自然界“力量”——一种名为铁定甲虫的外骨骼超级坚硬之谜,对这种机械连锁和坚韧性的破译,将结合到成功结构中,在人类航空、建筑和机械领域具有重要应用价值。  “汽车也压不死”,说的就是铁定甲虫。这是一种栖息在橡树上的物种,主要发现于北美西海岸。这种昆虫不具备飞离险境的能力,但它们长有超级抗挤压的外骨骼前翅(称为鞘翅),也就是说,这种昆虫能经受住捕食者的任何挤压和尖刺攻击。它小小的身体即使被人踩住后在上面转圈,抬开脚后它依然无损,甚至被汽车碾过都能安然无恙。这种自然界的神奇力量,对于想要用标准钢丝针将它们固定在展示盒中的昆虫学家来说,构成了不小的挑战。  此次,美国加州大学尔湾分校科学家戴维·奇塞卢斯及其同事,报告了这种独特鞘翅的结构特征和物质组成,它们能让铁定甲虫承受最大149牛顿的力(约为其体重的3.9万倍)。研究团队利用最先进的显微镜、光谱技术和机械测试,在鞘翅中央观察到了一连串形似拼图的连锁关节。研究团队发现,正是这些关节的几何结构以及它们的层状微结构,让铁定甲虫的外骨骼实现了极其出色的机械连锁和坚韧性。  为了测试这种几何结构作为强硬机械紧固件、连接不同材质(如塑料和金属)的潜力,譬如航空航天业对涡轮固件(航空发动机的核心部件之一,可将燃烧室喷出的高温高压热能转变为涡轮轴上的机械能,以带动其他附件)的需求,研究人员利用模拟这种结构的金属复合材料,制作了一系列接头。他们发现,与常用的工程接头相比,依据这一几何结构设计的接头强度更大、韧度也显著增强。

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