中国首个海洋监视监测雷达卫星星座正式建成

 

自然资源部消息，4月7日7时47分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭成功发射了一颗1米C-SAR业务卫星。这一卫星是我国第二颗C频段多极化合成孔径雷达业务卫星，可与已在轨运行的首颗1米C-SAR业务卫星及“高分三号”科学试验卫星实现三星组网运行，卫星重访与覆盖能力显著提升，标志着中国首个海洋监视监测雷达卫星星座正式建成。

据介绍，1米C-SAR业务卫星是由国家民用空间基础设施发展规划支持立项，自然资源部主持建造的海洋业务卫星。它由两颗指标性能一致的卫星组成，能够获取多极化、高分辨率、大幅宽、定量化的海陆观测数据。与“高分三号”卫星相比，在成像质量、探测效能、定量化应用等多个方面进行了提升。3颗卫星完成组网后，与单颗卫星相比，平均重访时间由15小时提高至5小时。可为海洋环境监测与海上目标监视、自然灾害与安全生产事故应急监测、土地利用、地表水体等多要素观测提供高时效、稳定、满足业务化应用的定量遥感数据。

在自然资源部组织下，首颗1米C-SAR业务卫星在轨测试工作正在有序推进，进展顺利，卫星平台与载荷测试、卫星数据外场定标与地面处理工作已经完成，卫星状态与图像质量良好。

自然资源部国家卫星海洋应用中心表示，后续将会同相关单位做好两颗卫星在轨测试工作，全力保障卫星按时投入使用，实现多星组网业务运行，有效满足海洋、国土、应急、生态环保、水利、农业、气象等多领域应用需求。

 

释光测年技术揭开远古良渚遗址奥秘

 

中国科学家合作对北村遗址中的陶器、红烧土和碳化植物遗存开展了系统的年代学分析并取得了重要成果。

北村遗址是浙江省文物考古研究所2020—2021年发掘的一处良渚文化早期的聚落遗址，目前已发现龙首镯、玉璜、玉蝉和石钺等重要玉器和石器，为研究良渚社会的发展、阶级分化和探索良渚古城的崛起背景提供了最新的资料。自20世纪牛津大学在陶器中使用热释光方法以来，释光技术在考古领域的应用得到了迅速发展。单片再生法、单颗粒等光释光技术已被用于测定陶器、瓷器、石器（受热燧石）、烧土、炉窑、砖瓦、炼渣等考古材料的年代，但是受热考古材料中矿物的释光性质尚未开展系统的研究。

为确定北村遗址的绝对年代、探索良渚古城外围遗址的相互关系，研究人员首次发现并确认了受热考古材料中石英的中组分特殊信号与600℃～800℃加热历史的相关性。针对北村遗址采用了独立的释光测年程序，基于R语言统计模型，测算了陶片与红烧土的释光年代，其结果与烧土中分离出的微量灼烧炭屑的碳-14年代一致。

研究结果表明，在规范采样及针对性测试条件下，释光测年技术应用在埋藏陶器、烧土类考古受热材料的年代学研究中具有高准确度的优势，并有望确定最后一次考古受热事件，如祭祀、焚烧、烹煮等的高精度年代。

 

科学家研制“龙虾壳”新型仿生材料

 

中国科学家首次提出了非连续布利冈结构的设想，并发展了一种程序化组装纳米纤维的方法，成功地创制出一种新型的轻质高强仿生非连续布利冈结构纳米复合材料，实现了非连续纤维桥连和布利冈构造诱导裂纹偏转的协同增韧。这一成果为研制高性能结构材料提供了新的组装方法。

布利冈结构由单向纳米纤维片层螺旋堆叠构成，在骨、鱼鳞、龙虾壳等多种生物材料中广泛存在，是一种典型的纤维增强结构，直接决定这些生物材料的卓越力学性能。然而，蕴藏在自然布利冈结构中的智慧仍未得到充分开发和运用，已实现的仿生布利冈结构与自然布利冈结构相比，无论在结构层级还是结构精度方面都相差甚远。

研究人员基于所开发的有序组装纳米纤维基元的程序化装置，以环境友好的硬硅钙石纳米纤维和海藻酸钠为原料，通过螺旋组装硬硅钙石纳米纤维于海藻酸钠基体中，并结合溶胶-凝胶-薄膜转变过程，成功制备了非连续布利冈结构纳米复合材料。实验表明，这一材料展现了卓越的力学性能，优于许多如鱼鳞片、层状骨、蟹螯等天然布利冈结构材料，以及仿生布利冈结构类似物和部分工程纤维复合材料。进一步通过断口微结构分析与理论模拟，研究人员发现所研制的材料表现出裂纹偏转和纤维桥连增韧机制。

这项仿生纳米复合材料具有广泛的应用前景，如作为高损伤容忍性能的骨修复材料等，对于今后开发新型纳米纤维复合材料，提升传统纤维增强复合材料的性能具有重要的指导意义。

 

北极海冰减少机制获揭示

 

近日，中国科研团队在北极海冰减少机制方面取得重要进展，揭示了大气水汽和能量输送引起海冰减少的具体物理过程。大气水汽和能量输送对北极气候起着至关重要的作用，向极能量和水汽传输的变化将通过多种机制对北极海冰的年际变化和长期趋势产生显著影响。研究成果在国际学术期刊《冰冻圈》（The Cryosphere）在线发表。

多源卫星遥感观测数据表明，2020年7月北极海冰范围（SIE）出现卫星观测以来（1979年后）的极小值7.29×106km2，海冰覆盖显著减少主要发生在欧亚大陆附近的边缘海，包括喀拉海、拉普捷夫海和东西伯利亚海。基于模式数据和气象再分析资料，研究团队发现，2020年春季（4—6月份）大量水汽和能量由欧亚大陆通过喀拉海附近进入北极，并在海冰衰退区域汇聚，造成局部区域大气温度升高、水汽含量增多，加强了温室效应，进而导致上述海域向下长波辐射和湍流通量增加，融冰期提前开始。海冰融化开始后，激发了反照率正反馈机制，促使研究区域海冰覆盖范围的进一步减少。

深入分析表明，2020年春季异常高的大气水汽和能量输入北极主要是由特定的大尺度大气环流模态控制的。此外，气旋活动对大气水汽和能量输送也起到了关键作用。总的来说，2020年春季观测到气旋的典型轨迹与总能量和水汽输送的路径非常吻合，研究区域附近更多、更强的气旋活动可能加强海冰漂移的气旋异常，有利于裂隙、冰间湖的形成，促进反照率正反馈机制。此研究对大气水汽和能量输送对海冰变化的调控作用和内部机制有一定的启示，有助于加深气候变暖背景下对北极地区大气-海冰相互作用机制的理解。

 

我国主导修订的两项IEC标准发布

 

4月5日，国际电工委员会（IEC）正式发布2项IEC标准《IEC60477-1：2022实验室电阻第1部分：实验室直流电阻》和《IEC60477-2：2022实验室电阻第2部分：实验室交流电阻》，这两项标准由中国电力科学研究院（以下简称“中国电科院”）主导修订，是我国首次主导修订的电磁实验室测量领域IEC国际标准。

据了解，旧版标准上次修订时间是1997年，其技术内容在适用范围、技术要求、安全要求等方面已无法覆盖当前领域内最新技术成果，影响了标准的适用性。2019年4月，电气和电磁量测量设备技术委员会正式立项标准修订项目，成立标准维护工作组负责具体修订工作，中国电科院专家担任标准工作组召集人，牵头开展标准修订工作。

新版标准重点对术语定义、电阻器准确度等级、安全要求、交流电阻器频率范围等方面内容进行了修订。新增技术内容覆盖了当前领域内最新的技术成果，提高了标准适用性，为交流电阻器的宽频带使用提供了指导。

新版标准的发布将为世界各地实验室电阻器制造商和使用者提供统一的规范与指导，有利于保障各个国家实验室用电阻器的准确一致与稳定可靠，促进计量互认，有力提升了我国在电阻制造与电磁计量领域的国际影响力和话语权。

 

国家植物园正式在京揭牌

 

4月18日，国家植物园在北京正式揭牌，标志着国家植物园建设翻开新的篇章。国家植物园是在中国科学院植物研究所（南园）和北京市植物园（北园）现有条件的基础上，经过扩容增效有机整合而成，总规划面积近600公顷。

在首都设立国家植物园是世界许多国家的通行做法。国家植物园是以开展植物迁地保护、科学研究为主，兼具科学传播、园林园艺展示和生态休闲等功能的综合性场所，是国家植物多样性保护基地，是一个国家经济、科技、文化、生态、社会可持续发展水平的重要标志。

国家植物园坚持国家代表性和社会公益的理念，重点收集三北地区乡土植物、北温带代表性植物、全球不同地理分区的代表植物及珍稀濒危植物3万种以上，覆盖中国植物种类80%的科、50%的属，占世界植物种类的10%；收藏五大洲代表性植物标本500万份；陆续完成植物科学研究中心、迁地保护研究中心、种质资源保藏中心、标本馆二期、五洲温室群等项目，建设28个特色专类园。

面向植物科学前沿及国家生态文明建设、生物资源安全等重大需求，国家植物园旨在植物多样性的形成机理、脆弱生态系统对全球变化的响应模式等研究方面取得重大原创性成果；创新生物多样性监测、植被重构与生态恢复、智能植物工厂等核心技术；打造国家级园林园艺展示和科普宣教基地，完善科学传播体系，提升公众科学素养，为社会提供高水平的植物科普教育、技术培训和健康游憩服务，将植物展示与园林艺术、传统文化相结合，达到科学与美学的完美统一，让全民共爱自然之美、共享自然之美，促进人与自然和谐发展。同时，还将同上百个国家的植物园和专业机构建立合作关系，搭建国际综合交流分享合作平台，努力建设中国特色、世界一流的国家植物园。

 

全球首个非人灵长动物全细胞图谱发布

 

4月13日，由中国科学家主导，多国科研团队共同参与的首个非人灵长类动物（猕猴）全身器官细胞图谱发表于《自然》。据介绍，这一图谱将被用于物种进化、人类疾病及药物评价和筛选相关的研究，有望为生物医学的发展提供基础性的资源和工具，为疾病诊疗、靶向药物开发提供助力，为人类更好地探究生命的进化提供可能。

研究团队基于华大自主研发的单细胞建库和测序平台对成年猕猴的45个器官的约114万个细胞进行了单细胞测序分析，将其分成了113种主要的细胞类型和463种细胞亚类，并搭建了非人灵长类动物百万单细胞交互式资源网站。

21世纪初，人类基因组草图的问世为生命科学研究谱写了一本生命“天书”，为生命的数字化提供了基础。然而，遗传信息是由细胞携带的。目前，人类对自身细胞的认识还很有限，全面解码细胞的数字化特征将推动生命科学的研究，为生物医学的发展提供基础性的资源和工具。为此，研究人员将目光投向了和人的基因相似度高达93%的猕猴，绘制了一张猕猴的全身器官的细胞图谱。

“这个图谱就像一张‘地图’，有了它就相当于有了一个探索生命细胞分辨率的高精度仪器，可以‘看到’每个器官都有哪些细胞，还可以精细到每个细胞里具体的分子特征及与其他细胞的互作关系。”相关人员介绍说，“这为我们更好地认识生命的基本结构，探究疾病和细胞的关系打下了基础，也为疾病的精准治疗提供了新的方向。”

 

我国成功研制105亿年偏差不到1秒的光频标

 

中国科研团队成功研制105亿年偏差不到1秒的钙离子光频标，相关研究成果近日已发表于国际学术期刊《应用物理评论》。

科研团队系统解决了黑体辐射频移、多普勒频移、电四极频移等影响钙离子光频标精度的关键物理问题与技术难题，最终实现了不确定度为3E-18的液氮低温钙离子光频标，精度相当于105亿年，偏差不到1秒。据悉，这是国际上第五种达到这一精度的光频标。

光频标是一套高精度测量体系，用于实现高精度的时间或频率测量。经过科学家不懈努力，目前国际上已把锶原子光频标、镱原子光频标、铝离子光频标、镱离子光频标推进到E-18同等精度。高精度光频标有助于推进基础物理研究。同时，它在时间基准、相对论大地测量、导航定位等方面具有广泛的应用场景。

 

人类造血干细胞发育首份“路线图”创建

 

美国加州大学洛杉矶分校科学家创建了首份“路线图”，使跟踪人类胚胎中造血干细胞发育的每一步成为可能，为科学家提供了在实验室生产全功能造血干细胞的蓝图。4月13日发表在《自然》（Nature）杂志上的这项研究或有助于扩大白血病等血癌和镰状细胞病等遗传性血液疾病的治疗选择。

造血干细胞具有无限复制自身的能力，并能分化为人体内的每一种血细胞。几十年来，医生们一直使用捐献者的骨髓和新生儿脐带中的造血干细胞进行造血和免疫系统重建的移植治疗。然而，这些治疗方法受到匹配供体短缺的限制，也受到脐带血干细胞数量较少的阻碍。

研究人员试图通过在实验室中从人类多能干细胞中创造出造血干细胞来克服这些限制，这种干细胞会在体内产生任何类型的细胞。但由于缺乏对造血干细胞的了解，这些尝试一直难以成功。

新“路线图”使人们有可能跟踪造血干细胞的成熟过程，并揭示这一过程中的一个关键节点，例如它们如何在肝脏获得对其功能维持具有重要作用的成分。它还将帮助研究人员了解造血干细胞和造血祖细胞之间的根本差异，这对于创造适合用于移植疗法的细胞至关重要。

此外，这一“路线图”还可帮助科学家了解胚胎中发育的造血细胞是如何导致人类疾病的。例如，它为研究人类一些始于子宫的血癌为什么比出生后的血癌更具侵袭性提供了基础。

研究团队还确定了血管壁中产生造血干细胞的确切前体。这一发现澄清了一个长期存在的争议，即干细胞的细胞来源，以及制造造血干细胞而非造血祖细胞所需的环境。

 

首款磁电晶体管研制成功

 

美国科学家在最新一期《先进材料》（Advanced Materials）杂志上撰文指出，他们研制出了全球首个磁电晶体管，不仅有望帮助满足人们对数字存储器日益增长的需求，将这一领域的能耗降低5%，还可将存储某些数据所需晶体管的数量减少多达75%，进一步促进设备的小型化。

研究负责人——美国内布拉斯加大学林肯分校物理学家彼得·道本说：“我们需要一种与硅晶体管工作方式不同的设备，从而缩小设备的尺寸并降低能耗。”

鉴于此，在最新研究中，科学家们没有将常见的电子电荷作为其方法的基础，而是转向了电子另一种与磁性有关的属性——自旋。自旋指向上或下，可像电荷一样代表1或0。研究表明，流经石墨烯的电子可以在相对较长的距离内保持其初始的自旋方向，这一特性对基于自旋电子学的晶体管极具潜力。但控制这些自旋的方向，并使用比传统晶体管少得多的功率，是更具挑战性的任务。

为解决这一问题，研究人员需要在石墨烯下放置合适的材料。经过多年研究，他们找到了氧化铬。氧化铬是一种磁电材料，这意味着通过施加少量电压，其表面原子的自旋可在向上和向下之间翻转。

研究团队指出，当施加正电压时，氧化铬的自旋指向上，迫使石墨烯电流的自旋方向向左偏转，并在这个过程中产生可检测的信号。相反，负电压会使氧化铬的自旋向下翻转，石墨烯电流的自旋方向向右偏转，并产生一个明显不同的信号。道本说：“这有望以极低的能源成本提供极高的保真度。”

（责编：李莉）