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  记者从中科院合肥物质科学研究院了解到,该院固体所科研人员针对聚苯胺的制备及应用领域开展了系统研究,深入探索了聚苯胺在去除废水中六价铬方面的应用,取得了系列进展。该系列研究从聚苯胺纳微结构的制备出发,合成了不同形貌的聚苯胺,同时将聚苯胺用于污水处理领域,发现聚苯胺对水中六价铬离子具有良好的去除能力。进一步将聚苯胺负载在宏观尺寸的改性纤维球上,在有效去除六价铬离的同时避免了聚苯胺的二次污染问题,为实现其工业化应用奠定了基础。  聚苯胺是具有广阔应用前景的一种导电高分子聚合物,不仅有独特的质子掺杂能力、氧化—还原能力、可调节的导电能力、强化学和环境稳定性,且原料低廉易得、合成工艺简单。因此,对聚苯胺的制备和性能研究成为导电聚合物领域的研究热点。  研究团队探索了聚苯胺微/纳米结构的制备方法,分别在酸性和碱性条件下合成了形貌不同的聚苯胺;结合其独特的氧化还原特性和可逆的掺杂特性,探讨不同形貌的聚苯胺微/纳米结构在污水处理领域的应用。  研究表明,一维聚苯胺纳米线/管是一种高效、可再生的去除六价铬离子材料。研究成果日前发表在《物理化学杂志C》上。与其他吸附剂相比,聚苯胺空心球表现出了更高的吸附能力,具有高吸附能力的聚苯胺空心球将在有机染料的废水治理中发挥重要作用。成果发表在《材料化学杂志》上。研究人员通过软模板法合成聚苯胺纳/微空心球,工艺简单、产量高,为制备聚苯胺微/纳米结构提供了新的途径,且在污水处理领域有较强的实用价值。成果发表在《纳米研究通信》上。研究人员采用化学氧化聚合法制备了宏观尺寸的纤维球负载聚苯胺复合材料,有效地解决了纳米尺度聚苯胺造成的二次污染问题。成果发表在《纳米研究通信》上。  (原载于《科技日报》2021-09-1303版)

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  高光谱观测卫星(高分五号02星)日前成功发射,标志着我国大气环境领域的高光谱观测能力得到进一步提升,将满足我国在环境综合监测等方面的迫切需求,为全球大气环境遥感监测的业务化运行提供国产高光谱数据保障。  该卫星共搭载7台遥感仪器,其中4台大气监测载荷由中科院合肥物质科学研究院研制,分别是大气主要温室气体监测仪(GMI)、大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)、大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)、高精度偏振扫描仪(POSP)。  GMI和EMI入轨后将开展全球温室气体和污染气体监测。GMI可实现1~4ppm的二氧化碳探测和20ppb的甲烷探测,为我国碳达峰、碳中和目标实现提供技术支撑。EMI具备0.5纳米的紫外高光谱探测手段,可单日覆盖全球,实现二氧化氮、二氧化硫、臭氧和甲醛等污染气体监测。DPC能实现全球大气气溶胶和云的光学及微物理参数探测,为全球气候变迁研究及对地观测高精度大气辐射校正提供有效数据。POSP可与DPC协同配合,用于PM2.5、雾霾监测,助力打赢“蓝天保卫战”。  4台载荷将在高光谱观测卫星上同步运行,对于动态监测我国大气污染状况、开展大气污染防治攻坚等具有重要意义。此外,目前中科院合肥物质科学研究院还承担了大气环境监测卫星等多颗卫星载荷的研制任务。  (原载于《中国科学报》2021-09-13第4版综合)

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  9月12日上午9时,“实验6”科考船(以下简称“实验6”)从珠江口附近的锚地起航,开启了首航第二阶段的科考任务。  因受台风“康森”的影响,科考队对科考站位进行了调整,在顺利完成第一阶段科考任务后,最终成功远离台风的影响范围。  紧张的夜晚  9月8日下午,“实验6”以13节(每小时20多公里)的速度向东北行驶,奔赴横向断面最东侧的站位。与此同时,位于“实验6”东南方向的强热带风暴“康森”,正以每小时约20公里的速度向西北移动,其中心附近风力已达10级。  船向东北,台风向西北,二者有可能在南海东部相遇。在“康森”掀起的汹涌波涛之下,总吨3999、总长90.6米的“实验6”,成了茫茫南海中的一叶扁舟,2—3米高的海浪不断拍打着船体,船身前后左右都在晃动。这是“实验6”首航以来,晃动最强烈的时刻。  8日晚上11时,中国科学院南海海洋研究所副所长、研究员杜岩注意到,“康森”忽然变得比预报中的移动速度快。他清楚,在台风变化如此迅猛的情况下,“实验6”继续向前意味着什么,他的心跳不由得加快了一拍。  当即停船还是继续往东北走?  “11点多时,我看到海水最大波高是3.3米左右,而我们的船两侧作业甲板离水面2.5米,可承受最大波高大约是5米。更何况,台风中心附近风力已达到10级,虽然船距离台风还有大约400公里,但越向着台风走,情况肯定越恶劣。”杜岩说。  其实,按照之前的估算,科考队完全有时间做完最东侧目标站位的科考作业后再往西走。但由于“康森”异常西移,几乎没时间留给“实验6”走到预定目标站位。杜岩和“实验6”首航船长李明都有些焦灼,二人紧急碰头协商。最终,他们果断决定:当即停船,就地进行科考作业,不再往东北走。  临时决定的这一作业点在目标站位西南方向6海里左右。  9日凌晨0时20分,杜岩叫醒值班人员,大家迅速准备好CTD(温盐深测量仪)采水器;0时38分,船停,科考队员立即就位,打开右舷门,同时操作伸缩机械臂,把CTD采水器下放到海里;1时55分,科考队员把CTD采水器从1500米深的海水中拉回到后甲板;凌晨2时整,取样工作全部完毕。杜岩长舒一口气。“平时需要花两个小时的工作,结果只用了1小时20分钟。”  此时,李明早已指挥着“实验6”开足马力,在茫茫夜色中一路奔西,躲避“康森”的追赶,一秒也不敢耽误。  为什么跑赢了?  9月9日清早6时左右,台风减弱了,而且“实验6”把台风甩在了身后。“我们距离‘康森’的影响范围越来越远,从这种意义上说,我们跑赢了台风。”杜岩说。  “虽然有台风,但我们精确把握了台风的动向,而不是盲目冒险。在当时的海况条件下,可以进行科考作业,但这需要准确的预判。”杜岩说。  对此,李明深有体会:“朝着台风挺进,必须有强有力的实时监测和预报数据支撑,否则就不能这样做。就像遇到重疾时,老中医把脉很准,就敢用猛剂;经验不足的中医把脉不准,就开稳妥一点的药。毕竟,安全第一。”  杜岩以前在海上科考作业时也遇到过台风。“但以前的话,遇到台风早早就避风去了,没法做到精确调整。”  而这一次,之所以能在台风紧逼之下完成科考作业,得益于“实验6”的先进设施。杜岩说:“除了抗风能力较强,‘实验6’船上有完备的测波雷达、声学海流计、综合气象仪以及良好的卫星通讯系统,能及时获得中国气象局的台风预报、国家卫星海洋应用中心的实时遥感观测数据,以及中科院南海海洋研究所预报团队的实时预报支撑。正因为如此,可供判断的综合信息多了很多。”  “如果说以前是单一渠道获取信息,现在则是多元、多渠道。以前只能依赖岸基工作站做综合判断,现在我们在海上就有4—5套实时数据可供同时研判。有了科学数据的加持,才有了与台风赛跑的条件和信心。”杜岩说。  相比之下,一些同时期在南海进行科考作业的船只,由于比较老旧,没有完备的系统支撑,且船只抗风能力较差,已提前一天回到珠江口锚地避风待命。  杜岩还表示,像这种紧急情况,对船舶的驾驶技术要求很高。在李明看来,在海上进行科考作业,懂得海洋和气象知识很重要。遇到紧急情况时,及时会商、团队有效协作也必不可少。(原载于《科技日报》2021-09-1302版)

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  近日,中国科学院深海科学与工程研究所联合西北工业大学等多家科研机构,在美国《国家科学院院刊》上发表研究成果,揭示了海洋哺乳动物适应海洋环境及其趋同演化的重要遗传机制。  该研究从科级水平出发对17个海洋哺乳动物物种进行了全基因组测序及组装,再结合已发表的海洋哺乳动物基因组数据,进行了较为全面的比较基因组学分析。研究重建了目前基于全基因组数据的最全面海洋哺乳动物系统发生树,并进一步从基因组演化、基因演化、非编码保守元件等多方面对海洋哺乳动物3个主要支系(鲸类、鳍足类、海牛类)从陆地重返海洋的分子适应机制进行了全面分析和探究。  哺乳动物由陆地重返海洋以后面临的重要挑战之一是海水的高导热性。这会使哺乳动物身体的热量更容易向水中散失。海洋哺乳动物如何在水中保持恒温的遗传基础尚不清楚。  该研究发现,不同海洋哺乳动物支系都从改变产热和散热两个方面来进行体温调节以适应水生环境,既通过NFIA和UCP1来调控棕色脂肪细胞的合成和利用,从而控制产热的变化;又通过SMEA3E基因的改变使海洋哺乳动物的血管系统发生适应性变化,以调节热量的散失。双重调控最终维持了体温恒定。  研究人员表示,海洋哺乳动物为了适应水生环境,其骨骼形态也发生了不同程度的改变,前肢变成鳍状肢,身体呈流线型或者纺锤形。该研究发现,在与骨骼发育密切相关的蛋白聚糖的生物合成途径中,XYLT1和FMA20B两个关键基因在海洋哺乳动物中发生了特异性改变,这极有可能会影响到海洋哺乳动物骨骼形态的变化。  此外,研究人员还发现了与低氧耐受、回声定位、深潜及视力相关的基因在海洋哺乳动物中发生了分子层面的适应性演化。  基于大规模的基因组测序,研究人员建立了全面的海洋哺乳动物基因组数据集,并为海洋哺乳动物的水生适应相关性状及不同海洋哺乳动物支系间趋同演化提供了更多的遗传学证据,为科研人员后续更深入地开展海洋哺乳动物水生环境适应机制等研究提供了良好的数据支持。  相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2106080118  (原载于《中国科学报》2021-09-13第1版要闻)

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  近日,《生物医学和药物治疗》杂志在线发表了中国科学院广州生物医学与健康研究院(GIBH)的一项关于耐药结核病治疗的研究。研究显示,经过动物实验证明,一种治疗性活疫苗可辅助治疗耐药性结核病。GIBH研究员、呼吸疾病国家重点实验室结核病学组组长张天宇为论文通讯作者。  结核病俗称痨病,是由结核分枝杆菌引起的致死性疾病,以肺部结核最为常见。世界卫生组织发布的2020年度《全球结核病报告》显示,2019年全球约1000万人新发结核病,约140万人死于结核病。我国2019年约有83.3万人发病,其中3.3万人死亡。  目前,临床唯一使用的预防性结核疫苗是卡介苗(BCG),其是一种减毒的牛结核分枝杆菌,与人感染的结核分枝杆菌非常相近,基因组的序列同一性超过99%。  那么,BCG是否可以用于结核病辅助治疗呢?张天宇告诉《中国科学报》,这在理论上讲可能不行,因为治疗结核药物几乎都对BCG有效,BCG还来不及起作用可能已经被抗结核药杀死了。  因此,研究人员提出了制备选择性耐药的BCG,即赋予制备的BCG对治疗结核选用的药物具有抗性。此外,一些基因重组BCG过表达某些基因后,的确显示出对结核免疫增强保护的作用。  “我们挑选了2个蛋白Ag85B和Rv2608,它们分别在活跃期和休眠状态有较高水平的表达,且有报道它们具有良好的免疫保护效果。”张天宇说,Ag85B增强BCG在宿主巨噬细胞内的存活并刺激保护性免疫的表达,而Rv2608刺激保护性免疫细胞的产生并帮助BCG克服宿主内的应激事件。  随后,研究人员将这两个基因整合到制备好的耐药野生型BCG的基因组中,获得了这两个外源基因在体内外稳定表达的新型重组耐药BCG(RdrBCG-I)。  经过动物实验表明:RdrBCG-I和野生的BCG对于重度免疫缺陷的小鼠都表现出很强的安全性。即便感染大量的BCG,小鼠在5个月观察期内无一死亡,甚至都没有出现病态。并且,RdrBCG-I仅需免疫3次,即可持续杀菌,这是一般药物(组合)在巩固治疗期无法实现的。RdrBCG-I辅助治疗耐药结核还可以改善肺部病理,有望提高愈后的康复质量。  此外,研究也证实了普通BCG添加到现有疗法中与不添加的效果几乎一样,不能用于辅助治疗。  “生物医学界一直在开发针对结核病特别是耐药结核的治疗性疫苗,但它们的效果一直缺乏说服力。这次研发的RdrBCG-I已经展示了非常出色的潜力。”张天宇表示,这可能是全球首款与化疗方案(而非单药)合用有效降低菌载量的新型治疗性活疫苗。RdrBCG-I为设计针对结核分枝杆菌等难治病原菌的治疗性疫苗提供了新的设计概念。目前,研究人员已经将该成果申报了国家发明专利和国际专利保护。  相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.112047  (原载于《中国科学报》2021-09-10第3版医药健康)

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  准确测量星系中心黑洞质量,对认识星系形成和演化具有重要意义。记者9日从中国科学院云南天文台了解到,该台研究人员近期发现,活动星系核宽线区在中心超大质量黑洞的长期引力束缚下受到外力干扰。国际权威期刊《天体物理学杂志》在线发表了这一成果。  活动星系核寄宿于星系中心,由中心超大质量黑洞、吸积盘、宽线区、窄线区和尘埃环组成,其中宽线区经过电离和复合产生大于1000公里每秒的宽发射线。清晰认识宽线区物理是精确测量活动星系核中心黑洞质量的基础。  两年前,云南天文台卢开兴博士及其合作者利用本台丽江天文观测站2.4米望远镜,对著名活动星系核Mrk 817和NGC 7469开展宽线区的观测研究。通过光谱拟合和分解方法获得光谱性质,并应用反响映射方法研究宽线区物理性质。“反响映射是一种从时域上测量宽线区尺度和研究宽线区精细结构的方法,是在恒星和气体动力学测量黑洞质量无效的情况下,测量活动星系核中心黑洞质量最可靠且最有效的方法。”卢开兴说。  研究发现,两个活动星系核的宽线区中,不同发射线的光变相对于中心光源的辐射变化呈现出不同的时间延迟现象,其表明它们的宽线区是电离分层的;并测得Mrk 817和NGC 7469中心黑洞的质量,分别是太阳质量的8000万倍和1000万倍。对于NGC 7469,其中心黑洞质量跟几乎同时期其他团队利用更大尺度上的原子和分子动力学模型测量一致。  卢开兴等人还发现,两个活动星系核宽线区的转动速度与半径的平方成反比关系,直接说明宽线区在中心超大质量黑洞的引力束缚下长期处于维里化运动。研究还清晰地构建出两个活动星系核多个宽线辐射区的速度延时关系,发现蓝移的宽线辐射体比红移的辐射体更靠近中心黑洞。根据早期的宽线区动力学模型,这些发射线的速度延时关系符合宽线区外流模型,其说明宽线区在宏观维里化运动过程中,应该受到其他外力影响。(原载于《科技日报》2021-09-1002版)

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