中国试爆非核氢弹中国科学家研制出一种新型氢弹，其核心部件是氢化镁。试验中，一个2公斤重的装置爆炸，产生了一个温度超过1000摄氏

中国试爆非核氢弹 中国科学家研制出一种新型氢弹，其核心部件是氢化镁。试验中，一个2公斤重的装置爆炸，产生了一个温度超过1000摄氏度的火球，持续2秒，比使用 TNT 的类似爆炸持续时间长15倍。 试验的其他细节尚未披露。该装置的研发由中国船舶工业集团公司（CSSC）的研究人员进行，该公司也参与水下武器的生产。 该装置的发明者表示，爆炸强度可以精确控制，这使得它能够均匀地瞄准大面积区域内的目标。 PS. 这意味着可以在常规战争中使用这种氢弹，因为它有核武器的威力，却不是核武器。

氢化镁：可持续能源存储的关键？

氢化镁：可持续能源存储的关键？ 研究人员发现了氢化镁作为储氢解决方案失败的原因，并确定了前进的道路，有可能彻底改变氢在能源应用中的使用。在杜本多夫（Dübendorf）的超高真空室中利用电子能谱对纯镁层中氢的迁移进行了研究。图片来源：Empa / AB / IFJ PAN长期以来，氢一直被视为未来的能源载体。然而，在氢成为能源领域的现实之前，必须开发出高效的氢储存方法。如果选择的材料能够以较低的能源成本首先将氢注入其中，然后根据需要进行回收，最好是在与我们日常生活环境相似的条件下进行回收，那么这种材料似乎就是最佳的解决方案。镁似乎是一种很有希望的储氢材料。然而，将其转化为氢化镁需要一种适当高效的催化剂，而这种催化剂尚未找到。由位于杜本多夫的瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）、苏黎世大学化学系和克拉科夫波兰科学院核物理研究所（IFJ PAN）的科学家组成的研究小组的工作表明，迄今为止多年失败的原因在于对氢气注入过程中镁发生的现象了解不全面。理论与实验启示将氢气作为一种能源加以利用的主要障碍是储存氢气的困难。在目前仍然罕见的氢动力汽车中，氢气是在大约 700 个大气压的压力下压缩储存的。这既不是最便宜的方法，也不是最安全的方法，而且与效率关系不大：一立方米中只有 45 千克氢。如果事先对氢气进行冷凝，同样的体积可以储存 70 千克氢气。遗憾的是，液化过程需要大量能源，而且在整个储存过程中必须保持约 20 开尔文的极低温度。一种替代方法是使用合适的材料，例如氢化镁，它可以在一立方米中储存 106 千克氢。镁晶格中氢（蓝色）分布的可视化：镁和镁氢化物区域明显分开。电离后的镁原子以米色标出。资料来源：IFJ PAN / ZŁ氢化镁是测试储氢能力的材料中最简单的一种。其含量可达 7.6%（按重量计）。因此，氢化镁装置相当重，主要适用于固定应用。不过，值得注意的是，氢化镁是一种非常安全的物质，可以毫无风险地储存在地下室等地方，而且镁本身也是一种容易获得的廉价金属。深入了解氢化镁的局限性理论物理学家 Zbigniew Lodziana 教授（IFJ PAN）说："将氢融入镁中的研究已经进行了几十年，但还没有找到可以广泛应用的解决方案。问题的根源之一是氢元素本身。这种元素可以有效地穿透镁的晶体结构，但只能以单个原子的形式存在。要想从典型的分子氢中获得氢，就需要一种催化剂，其效率足以使氢在材料中的迁移过程快速且能量可行。因此，每个人都在寻找一种符合上述条件的催化剂，但遗憾的是，没有取得多少成功。今天，我们终于知道为什么这些尝试注定要失败了。"Lodziana 教授为镁与氢原子接触时发生的热力学和电子过程建立了一个新模型。该模型预测，在氢原子迁移过程中，材料中会形成局部热力学稳定的氢化镁簇。在金属镁及其氢化物的边界，材料的电子结构会发生变化，而正是这些变化在降低氢离子的迁移率方面发挥了重要作用。换句话说，镁氢化物形成的动力学主要是由其与镁的界面现象决定的。迄今为止，在寻找高效催化剂的过程中还没有考虑到这种影响。Lodziana 教授的理论研究是对瑞士杜本多夫实验室所做实验的补充。在这里，我们在超高真空室中研究了溅射到钯上的纯镁层中原子氢的迁移。测量仪器能够记录所研究样品的几个外原子层的状态变化，这些变化是由新化合物的形成和材料电子结构的相关转变引起的。IFJ PAN 研究人员提出的模型使我们能够充分理解实验结果。瑞士-波兰物理学家小组的研究成果不仅为寻找氢化镁的最佳催化剂铺平了道路，还解释了为什么以前发现的一些催化剂比预期的效率更高。"有很多证据表明，镁及其化合物的储氢技术之所以没有取得重大进展，仅仅是因为我们对这些材料中的氢传输过程了解不全面。几十年来，我们一直在寻找更好的催化剂，但却没有找到我们应该寻找的催化剂。现在，新的理论和实验结果让我们有可能再次乐观地思考如何进一步改进将氢引入镁中的方法，"Lodziana 教授总结道。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

一种高效制氢的新方法可消除爆炸风险和对稀土金属的需求

一种高效制氢的新方法可消除爆炸风险和对稀土金属的需求 瑞典的科学家们开发出了一种创新方法，可以更高效地产生氢能。这一工艺将水分离成氧气和氢气，消除了两种气体结合的危险可能性。这种新方法由位于斯德哥尔摩的 KTH 皇家理工学院开发，它与生产氢气的标准电解过程分离，后者通过电流分裂水分子。与现有系统不同的是，它能分别产生氧气和氢气，而不是同时在同一个电池中产生，因为在同一个电池中，氧气和氢气需要用膜屏障来分离KTH的博士生埃斯特班-托莱多（Esteban Toledo）与KTH应用物理学教授乔伊迪普-杜塔（Joydeep Dutta）共同撰写了今天发表在《科学进展》（Science Advances）上的论文。它还无需稀土金属。两位研究人员为该系统申请了专利，并通过 KTH Innovation 成立了一家名为 Caplyzer AB 的公司来推广这项技术。合著者之一、KTH 皇家理工学院博士生埃斯特班-托莱多（Esteban Toledo）在瑞典斯德哥尔摩使用解耦水分离原型。图片来源：David Callahan商业可行性和效率Dutta 说，氢气转化的法拉第效率达到 99%。研究人员还报告说，实验室测试表明，经过长期测试，电极没有明显退化，这对商业应用非常重要。从水中产生氢的同时总是会产生氧气。典型的碱性电解槽有一个正极和一个负极，正极和负极配对放在一个装有碱性水的槽内，中间有一个可渗透离子的屏障隔开。通电后，水在阴极发生反应，形成氢离子和带负电荷的氢氧根离子，这些离子通过屏障扩散到阳极产生氧气。但屏障会产生阻力，如果电荷波动，氧气和氢气混合爆炸的风险就会增加。托莱多说，对电解水的重新认识为更可靠的绿色能源生产方式奠定了基础，并将太阳能或风能等间歇性能源纳入其中。他说："由于我们没有混合气体的风险，我们可以在更大的输入功率范围内运行。这样就更容易与通常提供可变功率的可再生能源相结合"。用碳制成的超级电容电极取代其中一个电极，可以避免同时产生气体。这些电极交替储存和释放离子，有效地分离了氢气和氧气的产生。当电极带负电并产生氢气时，超级电容器会储存富含能量的氢氧（OH）离子。当电流方向改变时，超级电容器会释放吸收的氢氧根离子，并在现在的正极产生氧气。Dutta 说："一个电极同时完成氧气和氢气的进化。这很像充电电池产生氢气交替充电和放电，这都是为了完成电路"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

意大利科学家利用金属钌开发出高效生产绿色氢气的新系统

意大利科学家利用金属钌开发出高效生产绿色氢气的新系统 IIT和BeDimensional的研究人员使用钌的纳米颗粒作为电解槽阴极的活性相，从而提高了整个电解槽的效率。资料来源：IIT-意大利技术研究所这项技术是在联合实验室的活动范围内开发的，最近发表在两份高影响因子期刊（《自然通讯》和 《美国化学学会杂志》）上，其基础是新的电催化剂系列，可以降低工业规模绿色制氢的成本。氢被认为是一种可持续的能源载体，是化石燃料的替代品。但就对环境的影响而言，并非所有的氢都是一样的。事实上，目前生产氢气的主要方法是甲烷蒸汽转化，这是一种以化石燃料为基础的工艺，会释放出二氧化碳（CO2）作为副产品。这种工艺产生的氢分为"灰色"（二氧化碳被释放到大气中）和"蓝色"（二氧化碳被捕获并地质封存）两种。要想在 2050 年之前将排放量大幅降至零，就必须用更具环境可持续性的工艺来取代这些工艺，以提供"绿色"（即净零排放）氢气。"绿色"氢气的成本主要取决于将水分子分离成氢气和氧气的装置（电解槽）的能效。这一发现的联合小组的研究人员开发了一种新方法，在将电能（分裂水分子时利用的能量偏差）转化为产生的氢分子中储存的化学能方面，这种方法比目前已知的方法保证了更高的效率。研究小组提出了催化剂的概念，并使用了可再生能源，如太阳能电池板产生的电能。热那亚意大利技术研究所（IIT）和 BeDimensional S.p.A.（IIT 的衍生公司）组成的联合团队确定了新的解决方案。照片中Liberato Manna（IIT）、Francesco Bonaccorso（BeDimensional）、左勇（IIT）、Sebastiano Bellani（BeDimensional）、Marilena Zappia（BeDimensional）、Michele Ferri（IIT）。资料来源：IIT-意大利技术研究所"我们的研究表明，尽管初始投资略高于标准电解槽所需的投资，但仍有可能最大限度地提高成熟技术的效率。这是因为我们使用了钌这种贵金属"，热那亚国际理工学院纳米化学小组的左勇和 Michele Ferri 评论道。研究人员使用了钌纳米粒子，这种贵金属的化学性质与铂相似，但价格便宜得多。钌纳米粒子可作为电解槽阴极的活性相，从而提高整个电解槽的效率。"我们在工业重要条件下进行了电化学分析和测试，从而评估了我们材料的催化活性。此外，理论模拟使我们能够在分子水平上理解钌纳米粒子的催化行为；换句话说，理解其表面水分裂的机理，"来自 BeDimensional 的 Sebastiano Bellani 和 Marilena Zappia 解释说，他们参与了这一发现。"结合实验数据和其他工艺参数，我们进行了技术经济分析，结果表明，与最先进的电解槽相比，这项技术具有竞争力。"钌是一种贵金属，作为铂金提取的副产品，其产量很小（每年 30 吨，而铂金的年产量为 200 吨），但成本较低（每克 18.5 美元，而铂金的成本为 30 美元）。新技术每千瓦只需使用 40 毫克钌，这与质子交换膜电解器大量使用铂（每千瓦高达 1 克）和铱（每千瓦 1 至 2.5 克，铱的价格约为每克 150 美元）形成鲜明对比。通过使用钌，印度理工学院和 BeDimensional 公司的研究人员提高了碱性电解器的效率，这种技术因其坚固耐用而被使用了几十年。例如，1969 年将人类送上月球的阿波罗 11 号太空舱就采用了这种技术。新开发的用于碱性电解槽的钌基阴极系列非常高效，运行寿命长，因此能够降低绿色氢气的生产成本。研究人员总结说："未来，我们计划将这种技术和其他技术（如基于可持续二维材料的纳米结构催化剂）应用于以可再生能源（包括光伏电池板产生的电力）为动力的升级电解器中。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

数十位顶级科学家联名呼吁防止不怀好意者利用AI发展生物武器

数十位顶级科学家联名呼吁防止不怀好意者利用AI发展生物武器 两党参议员都感到震惊，而工业界和学术界的人工智能研究人员则在争论这种威胁有多严重。现在，90 多名生物学家和其他科学家签署了一份协议，他们专门研究用于设计新蛋白质的人工智能技术这种微观机制驱动着生物学中的所有创造该协议旨在确保他们在人工智能辅助下进行的研究不会对世界造成严重危害。包括诺贝尔奖获得者弗朗西斯-阿诺德在内的生物学家代表了美国和其他国家的实验室，他们还认为，最新技术的好处远远多于坏处，包括新疫苗和新药。协议写道："作为从事这项工作的科学家，我们相信目前的人工智能技术对蛋白质设计的益处远远大于潜在的危害，我们希望确保我们的研究在未来对所有人都有益。"该协议并不寻求压制人工智能技术的开发或传播。相反，生物学家们的目标是规范制造新遗传物质所需设备的使用。华盛顿大学蛋白质设计研究所所长戴维-贝克（David Baker）说，这种 DNA 制造设备最终导致了生物武器的开发，而他正是该协议的促成者。"蛋白质设计只是制造合成蛋白质的第一步，"他在接受采访时说。"然后，你必须实际合成DNA，并将设计从计算机中转移到现实世界中而这正是进行调节的适当场所"。该协议是权衡人工智能的风险和可能带来的好处的众多努力之一。一些专家警告说，人工智能技术可能会帮助传播虚假信息，以非同寻常的速度取代工作岗位，甚至可能毁灭人类，因此科技公司、学术实验室、监管机构和立法者都在努力了解这些风险，并找到应对方法。阿莫迪博士的公司Anthropic建立了大型语言模型，即L.L.M.s，这是一种驱动在线聊天机器人的新型技术。他在国会作证时指出，这种技术很快就能帮助攻击者制造新的生物武器。但他承认，这在今天是不可能的。人类学家最近进行了一项详细研究，结果表明，如果有人试图获取或设计生物武器，L.L.M.s 比普通的互联网搜索引擎要有用得多。阿莫代博士和其他人担心，随着公司改进 L.L.M.，并将其与其他技术相结合，将会出现严重的威胁。他告诉国会，这种情况只会在两到三年后出现。ChatGPT在线聊天机器人的制造商OpenAI后来也进行了类似的研究，结果显示L.L.M.s并不比搜索引擎危险得多。美国麻省理工学院计算机科学教授、OpenAI准备工作负责人亚历山大-蒙德里（Aleksander Mądry）说，他预计研究人员会继续改进这些系统，但他还没有看到任何证据表明这些系统能够制造新的生物武器。如今，L.L.M.s 是通过分析从互联网上获取的大量数字文本而创建的。这意味着，它们会重复或重组网上已有的信息，包括现有的生物袭击信息。但是，为了加快新药、疫苗和其他有用生物材料的开发，研究人员开始建立类似的人工智能系统，以生成新的蛋白质设计。生物学家说，这种技术也可以帮助攻击者设计生物武器，但他们指出，真正制造这种武器需要一个价值数百万美元的实验室，包括 DNA 制造设备。非营利组织"未来之家"（Future House）的联合创始人、签署协议的生物学家之一安德鲁-怀特（Andrew White）说："有些风险并不需要数百万美元的基础设施建设，但这些风险已经存在了一段时间，与人工智能无关。生物学家们呼吁制定安全措施，防止 DNA 制造设备与有害物质一起使用尽管目前还不清楚这些措施将如何发挥作用。他们还呼吁在发布新的人工智能模型之前对其进行安全和安保审查。他们并不主张将这些技术封存起来。芝加哥大学生物化学和分子生物学教授拉玛-兰加纳坦（Rama Ranganathan）说："这些技术不应该只由少数人或组织掌握，科学家群体应该能够自由地探索这些技术，并为之做出贡献"。 ... PC版： 手机版：

科学家完成阿拉比卡基因组测序 为开发适应气候的咖啡打开大门

科学家完成阿拉比卡基因组测序 为开发适应气候的咖啡打开大门 参考基因组对于开发更能适应气候变化和抗病的品种至关重要。通过对阿拉比卡咖啡的参考基因组进行前所未有的测序，一个科学家联盟得以筛选出可能对咖啡抵抗锈病和其他疾病负有责任的基因（候选基因）。同时，他们还确定了与阿拉比卡咖啡香味有关的一些基因的表达。这项研究可为开发更适应气候变化的品种提供指导。图片来源：Gian Barros"有了基因组知识，我们就有可能获得以下两个方向的信息：通过指导杂交来培育品种，换句话说，为我们今后培育新品种的杂交提供参考；"Douglas Domingues 是巴西圣保罗大学路易斯-德凯罗斯农学院植物基因组学和转录组学小组的研究员，也是这篇论文（他当时还在圣保罗州立大学里奥克拉罗分校工作）的作者之一。据他说，对基因组进行测序是一场竞赛。"测序的价格下降了很多，而咖啡是少数几种还没有进行参考基因组测序的商品之一。其他小组也在尝试，在我们之前就有一篇论文发表了。但他们大多采用的是标准策略：选择一种有趣的植物进行栽培，然后对其基因组进行测序。"Domingues 所在的小组对一种植物进行了测序，这种植物从农艺学的角度来看并不有趣，但从遗传学的角度来看却大有可为。"我们参考基因组的优势在于它来自'二倍体'个体。这项工作的协调人、雀巢食品安全与分析科学研究所基因组学高级专家 Patrick Descombes 解释说。他解释说，阿拉比卡咖啡是一种四倍体：它有两个基因组，因为它是由另外两个物种融合而成的。"与常见的四倍体品种相比，通过对阿拉比卡咖啡的二倍体进行测序，科学家们可以获得更清晰、更简化的基因组视图。这样就能更精确地识别相似基因之间的变异，促进分子信息在改良研究中的应用。在这项研究中，研究小组能够更准确地确定这种融合发生的时间：不超过60万年前，C. canephora和C. eugenioides融合形成这种四倍体杂交种，并继续其进化之路。"我们利用阿拉比卡、罗布斯塔和尤金尼欧亚种的DNA信息得出了这一结论：我们能够做出更准确的推断，因为以前这一区间的年代在5万年到100万年之间。"Domingues报告说："我们将这一时间窗口缩短为 35 万年至 60 万年。"这篇文章最近发表在《自然-遗传学》（Nature Genetics）杂志上，是包括巴西在内的十多个国家的科学家联合攻关的成果，这些科学家与一个以上的机构合作。就多明戈斯而言，他的参与得到了巴西国家科学基金会（FAPESP）的部分资助，该基金会通过青年研究员项目和博士后奖学金授予了苏珊娜-蒂米-伊万本-铃木（Suzana Tiemi Ivamoto-Suzuki），苏珊娜-蒂米-伊万本-铃木也是文章的作者之一。野生与栽培咖啡的基因多样性"我们利用参考序列来了解非洲原产地野生阿拉比卡咖啡的多样性，并将其与当今种植的阿拉比卡咖啡进行比较，"ESALQ-USP 的科学家解释说，研究小组对种植在世界各地的阿拉比卡咖啡品种以及在埃塞俄比亚森林中采集的野生标本进行了重新测序，并设法了解了野生咖啡与种植咖啡之间的差异。为了从基因组学的角度了解阿拉比卡的进化史，该研究小组对 46 个样本进行了测序，其中包括 3 个罗布斯塔样本、2 个尤金尼欧样本和 41 个阿拉比卡样本。后者包括一个 18 世纪的模式标本（分类群作者在描述该分类群时指定的实物标本，作为该分类群的基础材料）、12 个具有不同育种历史的栽培品种、帝汶杂交种（阿拉比卡与抗虫害的C. canephora品种自发杂交）及其与阿拉比卡的 5 次回交，以及从埃塞俄比亚大裂谷东西两侧采集的 17 个野生样本和 3 个野生/栽培样本。"我们使用了最新的基因组技术，即来自高保真 PacBio 系统（用于基因测序）的长读数和来自 Illumina 的短读数（用于分析遗传变异和生物功能的集成系统）的近距离连接，来生成染色体组装。这种组合产生了最高质量和完整性的染色体级组装，"Descombes 说。寻求抗病能力据 ESALQ-USP 教授介绍，在栽培品种中，对育种非常重要的是引入抗咖啡叶锈病的基因。20 世纪 30 年代，巴西在这方面发挥了重要作用。IAC（坎皮纳斯农艺研究所，也位于圣保罗州）是研究和育种的先驱中心。坎皮纳斯农艺研究所的研究人员向我们提供了该机构早在 20 世纪 30 年代就开始实施育种计划的植物。以病害为导向的育种工作出现在 20 世纪 60 至 70 年代，主要工作是将一种抗锈病的阿拉比卡植物（即所谓的帝汶杂交种）与生长在不同国家的植物进行杂交，从而培育出抗锈病的新品种。但当时还不知道是哪些基因产生了抗性。帝汶杂交种于 20 世纪 20 年代在帝汶岛的田间被发现，具有天然抗锈病和其他病害的能力。除锈病外，咖啡浆果病、咖啡浆果螟和咖啡二化螟是影响世界许多地区生产的另外三种主要害虫。气候变化也是控制病虫害的一个关键问题，因为气候变化会使病虫害蔓延到新的地区。雀巢农业科学研究所植物遗传学和化学组经理莫德-勒佩利（Maud Lepelley）透露说："不同地区之间的生咖啡豆贸易也是导致某些病虫害向新地区传播的另一个因素。"在现已发表的论文中，研究小组设法找到了文献中已经与抗病性相关的基因集，这些基因只存在于改良后的品种中。"帝汶杂交种以某种方式获得了这些抗病基因，现在我们知道是哪些基因了。它们有几十种，但我们已经缩小了搜索范围。阿拉比卡咖啡有 69000 个基因，而我们已经缩小到了不到 30 个。"多明戈斯指出："能够确定这些以前未知的候选抗性基因，是我们研究中前所未有的成就。"但这项工作远未结束，因为这些基因还有待测试。还需要进行更多的研究，以确定并培育出能够抵抗这些病虫害和其他咖啡病虫害的品种。利用分子遗传学，该研究小组还能够进行三重分离，表明埃塞俄比亚野生植物的遗传多样性不同于今天种植的咖啡，这可能是由于瓶颈效应和驯化造成的，因为在驯化过程中很少有植物被选中。科学家指出："我们在此表明，由于驯化前的多重瓶颈效应，野生标本的遗传多样性已经很低，而被人类选择用于种植的基因型，包括古老的埃塞俄比亚本地品种和较新的品种，已经在一定程度上混合了不同的品系。"基因表达与咖啡香气与此同时，多明戈斯小组还观察到了一些与咖啡品质，尤其是香味有关的基因表达事件。他们研究了萜烯合成酶（在植物中与抵御昆虫有关），以及一个与咖啡中脂质化合物有关的基因，该基因编码脂肪酸去饱和酶。"我们在一个亚洲阿拉比卡品种中观察到，与香气和风味相关的基因在果实中由C. eugenioides亚基因组表达的多于另一个亲本。换句话说，其中一个基因组对饮料感官特性的贡献大于另一个基因组。"Domingues 说："我们现在想知道的是：这是否适用于我们测序的所有品种，包括改良前和改良后的品种？"探索阿拉比卡咖啡中的基因相互作用这项研究揭示了C. canephora和C. eugenoides基因之间的相互作用如何与阿拉比卡咖啡的香味等特征相关联。阐明基因之间的相互作用有助于增进我们对阿拉比卡咖啡重要特征的遗传机制的了解，而这是开发新品种的基本前提，可以保证未来咖啡产品所需的咖啡豆的生产。这项工作的衍生项目已经在进行中。"我刚刚与法国研究人员合作启动了另一个项目，这也是第一项工作的衍生项目。我们现在要分析非栽培咖啡物种。我们希望了解非咖啡物种的基因组，这些物种所包含的特征与气候变化情景相关。我们的重点是对气候适应能力较强的物种进行测序。我们想知道它们有哪些基... PC版： 手机版：