科学家发现帮助古罗马混凝土自我修复的秘密成分

科学家发现帮助古罗马混凝土自我修复的秘密成分混凝土是世界上最常用的建筑材料，但它并非不受损害。天气和压力会导致微小的裂缝，这些裂缝会发展成更大的裂缝，最终威胁到整个结构的完整性。这可能需要昂贵的维护或更换，以防止灾难性的损坏。相比之下，古罗马结构经受了两千多年的时间考验。为了找出原因，科学家们长期以来一直在显微镜下检查材料的样本，以研究其成分并发现赋予这种强度的成分。由意大利一个特定地区的火山灰制成的Pozzolanic材料，具有突出的特点。石灰也是如此，在以前的研究中发现，这有助于混凝土在码头等海洋环境中随着时间的推移变得更加坚固。一种常见的包含物--毫米大小的白色矿物块，称为石灰碎块--通常被视为一种副产品而被忽视，但在新的研究中，研究人员发现，它们的存在可能是有原因的。该研究的主要作者AdmirMasic说："这些石灰碎块的存在仅仅归因于低质量控制，这种想法一直困扰着我。如果罗马人为制造一种杰出的建筑材料付出了如此多的努力，遵循所有经过许多世纪优化的详细配方，为什么他们会在确保生产出混合良好的最终产品方面付出如此少的努力？这个故事一定有更多的内容。"左图：意大利Privernum考古遗址，本研究在那里收集了古代混凝土样品。右图。其中一个样品中的成分的假色图，其中有一个大的钙包合物（红色）MIT研究小组使用了一些成像和化学绘图技术来更仔细地检查石灰碎块，并发现它们是由碳酸钙类型的物质在高温下形成的。这表明它们是通过直接添加（或"热混合"）生石灰制成的，生石灰是一种比古罗马人假定使用的石灰形式更具反应性的形式。"热搅拌的好处是双重的，"Masic说。"首先，当整个混凝土被加热到高温时，它会出现如果只使用消石灰就不可能出现的化学成分，同时产生高温相关的化合物，否则就不会形成。第二，由于所有的反应都加快了，这种温度的提高大大减少了固化和凝固时间，使施工速度大大加快。"但更重要的是，这些石灰碎块在混凝土的自我修复中发挥了积极作用。热搅拌过程使夹杂物变脆，因此，当混凝土中形成微小的裂缝时，它们会比周围的材料更容易穿过石灰块。当水进入裂缝时，就会与石灰发生反应，形成一种溶液，重新硬化成碳酸钙并堵塞裂缝。它还可以与沸石材料反应，进一步加强混凝土本身。因此，研究小组说，这些石灰碎块不是不需要的副产品，而是有其存在的理由。这种自我修复机制可能是古罗马混凝土结构长寿的一个主要因素。为了测试这一假设，研究人员制作了古代和现代混凝土的热混合样本，然后将它们敲碎，并让水长时间流经裂缝。两周后，古代混凝土样本的裂缝已经愈合，阻止了水的流动。另一方面，现代材料则完全没有愈合。研究小组说，这一发现不仅有助于我们了解古代工程的秘密，而且也可以帮助改进现代混凝土配方。为此，研究人员正在采取步骤使这种材料商业化。该研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338305.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338305.htm

科学家发现迄今最古老的青年翼龙化石 来自1.52亿年前

科学家发现迄今最古老的青年翼龙化石来自1.52亿年前第一只已知并被命名的翼龙名叫Pterodactylus，它被发现于德国巴伐利亚州的Solnhofen石灰岩。它是由意大利博物学家科西莫-亚历山德罗-科里尼在1784年命名和首次描述的。最初，这种化石被认为是一种水生动物，但后来被法国博物学家乔治-库维尔确定为一种飞行爬行动物，属于一个新的和以前未知的类别。这种标志性翼龙的最古老标本最近在巴伐利亚中部弗兰肯阿尔布南部的一个小镇Painten附近被发现。在《化石记录》杂志的一项研究中描述的这块化石，比其他翼龙标本的年龄要大一百万年左右。Pterodactylusdantiquus的头骨图片资料来源：Augustin等人该标本于2014年在一个活跃的石灰石采石场的挖掘中出土。研究人员使用气动工具和针头进行了120多个小时的细致的机械工作才得以研究它。这一发现背后的研究团队是来自图宾根大学（德国）的FelixAugustin、AndreasMatzke、PanagiotisKampouridis和JosephinaHartung以及来自DinosaurierMuseumAltmühltal（德国）的RaimundAlbersdörfer。图宾根大学的FelixAugustin解释说："产生新的翼龙标本的采石场的岩石由硅化石灰岩组成，其年代为上金梅里亚阶段（大约1.52亿年前），他是这项研究的主要作者。此前，翼手龙只在德国南部属于金梅里亚期之后的提托尼期的年轻岩石中被发现。"该标本是一个完整的、保存完好的小型个体的骨架。只有左下颌骨以及左、右胫骨的极小部分丢失。研究人员在他们的研究报告中写道："除此之外，这具骨架几乎完美地保存下来，每一块骨头都存在，并且处于大致正确的解剖位置。"凭借5厘米长的头骨，PaintenPterodactylus代表了一种罕见的"亚成年"个体。"一般来说，翼手龙的标本在全尺寸范围内的分布并不均匀，而是主要分为不同的尺寸等级，这些等级之间有明显的差距。来自Painten的标本是小尺寸和大尺寸之间第一个差距的罕见代表，"Augustin解释说。奥古斯丁解释说："它在死亡时属于中间的、很少见的、处于两个连续年份之间的发育年龄"。Painten采石场已经产生了许多其他"保存精美的化石"，包括鱼龙、海龟、海洋和陆地鳄鱼亲属以及恐龙。其中许多，如这个新的翼龙标本，在登肯多夫（德国巴伐利亚州）的新恐龙博物馆Altmühltal展出。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336667.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336667.htm

富裕的古罗马人可能闻起来像20世纪的嬉皮士

富裕的古罗马人可能闻起来像20世纪的嬉皮士2019年，在西班牙卡莫纳（Carmona）的一栋房子施工期间，工人们发现了一个来自古罗马的陵墓。考古学家获准进入该地点，他们发现的东西之一是一个布袋，里面有三颗琥珀珠子和一个用透明石英制成的双耳瓶。这个罐子被称为unguentarium，在被发现时，仍然用沥青和一种被称为白云石的石灰岩制成的塞子密封。这种密封方法在很大程度上保留了瓶中内容的痕迹，即一种药膏，科尔多瓦大学的研究人员对其进行了检查，并刚刚公布了他们的研究结果。尽管软膏不再有气味，但科学家们使用了包括气相色谱法、质谱法、X射线扩散法等技术，以区分该物质的成分，并确定它在制作时发出的气味类型。他们的结论是，这种软膏由植物油基质组成，其中的广藿香来自原产于印度的Pogostemoncablin植物。在这项研究之前，广藿香在古罗马的使用是未知的。同样不为人知的是，使用白云石塞子和沥青将其封住，使其防水，是一种很好的防腐方式。虽然现在在商店里经常可以找到相对便宜的广藿香，但研究人员认为，这种古代的软膏可能属于一个相当富裕的家庭。这是因为在古罗马，大多数香水都储存在吹制的玻璃容器中。研究人员说，用水晶雕刻出一个罕见的小瓶所花费的时间和技巧，可能表明墓中的居民来自富有的阶层。研究人员写道："在罗马时代，石英器皿是非常罕见的奢侈品，在卡莫纳附近已经发现了几个这样的东西。因此，这个unguentarium对于一个考古遗址来说是一个相当不寻常的发现，更不寻常的是它被紧紧地挡住了，并且包含了一个固体块。这提供了一个独特的机会来确定曾经装在unguentarium中的物质的化学成分--从容器的性质来看，很可能是高质量的香水或化妆品"。除了药膏之外，研究人员还在墓中发现了装有三名成年女性和三名成年男性骨灰的骨灰盒，以及在葬礼仪式上使用的物品，包括祭品和餐具。装有药膏的水晶瓶是在一个装着30至40岁妇女遗体的玻璃瓮中发现的。研究人员在发表在《遗产》杂志上的一篇论文中写道："据我们所知，这可能是第一次发现罗马时代的香水，这是该领域的一个重大进展。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361923.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361923.htm

科学家发明从海水中提取铀用于核能的新技术

科学家发明从海水中提取铀用于核能的新技术核能反应堆释放原子内部自然储存的能量，并通过将原子真正击碎--这一过程被称为裂变--将其转化为热能和电能。铀是这一过程中最受欢迎的元素，因为它的所有形态都具有不稳定性和放射性，很容易分裂。目前，这种金属是从岩石中提取的，但铀矿储量有限。然而，据核能机构估计，有45亿吨铀以溶解铀酰离子的形式漂浮在我们的海洋中。这一储量是陆地上储量的1000多倍。但事实证明，提取这些离子具有挑战性，因为提取材料没有足够的表面积来有效捕获离子。因此，东北师范大学化学学院的RuiZhao,GuangshanZhu及其同事希望开发一种具有大量微观角落和缝隙的电极材料，用于电化学捕获海水中的铀离子。这种新型涂层布能有效地在其表面积聚来自含铀海水的铀（黄色）。来源：改编自《美国化学学会中心科学》，2023年，DOI:10.1021/acscentsci.3c01291为了制作电极，研究小组首先使用碳纤维编织的柔性布。他们在布上涂上两种特殊的单体，然后进行聚合。接着，他们用盐酸羟胺处理布，在聚合物中加入脒肟基团。布的天然多孔结构为脒肟创造了许多微小的口袋，使其可以嵌套在其中，从而轻松捕获铀离子。在实验中，研究人员将涂层布作为阴极放入天然海水或加铀的海水中，再加上一个石墨阳极，并在电极之间运行循环电流，随着时间的推移，阴极布上积累了亮黄色的铀基沉淀物。在使用从渤海收集的海水进行的测试中，每克涂层活性材料在24天内提取了12.6毫克铀。涂层材料的提取能力高于研究小组测试的大多数其他铀提取材料。此外，使用电化学方法捕获离子的速度比让离子在布上自然积聚的速度快三倍左右。研究人员说，这项工作提供了一种从海水中捕获铀的有效方法，这可能会使海洋成为新的核燃料供应地。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415679.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415679.htm

科学家研制出一种可以弯曲并浸泡在水中的太阳能电池

科学家研制出一种可以弯曲并浸泡在水中的太阳能电池现在，一组科学家在《自然-通讯》（NatureCommunications）上发表的研究成果恰恰做到了这一点。他们面临的挑战是克服以往设备的一个关键局限，即很难在不降低灵活性的情况下使其防水。光伏薄膜通常由几层组成。一层是有源层，它从太阳光中捕捉一定波长的能量，并利用这种能量将电子和"电子空穴"分离成阴极和阳极。然后，电子和空穴可以通过电路重新连接，产生电能。在以前的设备中，传输电子空穴的层通常是通过分层的方式依次形成的。不过，在目前的工作中，研究人员将阳极层（在本例中为银电极）直接沉积在活性层上，从而在各层之间形成更好的附着力。他们采用了热退火工艺，将薄膜暴露在摄氏85度的空气中24小时。论文的第一作者熊思兴说："形成这一层很有挑战性，但我们很高兴能完成这一任务，最终能制作出厚度仅为3微米的薄膜，我们期待看到测试结果。"测试结果令人鼓舞。首先，他们将薄膜完全浸泡在水中四个小时，发现它仍然保持了最初性能的89%。然后，他们将薄膜在水下拉伸30%多达300次，结果发现即使受到这样的耐力测试，薄膜仍然保持了96%的性能。在最后的测试中，他们将薄膜放入洗衣机中进行循环洗涤，结果薄膜经受住了考验，这在以前是从未有过的。论文通讯作者之一KenjiroFukuda说："我们所创造的是一种可以更广泛使用的方法。展望未来，通过提高设备在其他方面的稳定性，如暴露于空气、强光和机械应力，我们计划进一步开发我们的超薄有机太阳能电池，使其能够用于真正实用的可穿戴设备。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429132.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429132.htm

科学家在600万年前的龟壳中发现DNA的痕迹

科学家在600万年前的龟壳中发现DNA的痕迹研究人员在甲壳中发现了保存下来的骨细胞，这些骨细胞呈现出类似细胞核的结构，并在其中发现了DNA痕迹。资料来源：罗萨里奥大学埃德温-卡德纳博士和STRI这些遗骸由哥伦比亚波哥大罗萨里奥大学的埃德温-卡德纳博士（EdwinCadena）领导的古生物学家团队进行分析，卡德纳博士同时也是巴拿马史密森尼热带研究所的助理研究员。在巴拿马加勒比海沿岸的皮尼亚海滩发现了600万年前的龟壳化石。图片来源：维也纳大学卡洛斯-德-格拉西亚（CarlosDeGracia）和STRI在检测到保存下来的具有类似细胞核结构的骨细胞（骨细胞）后，他们使用一种名为DAPI的溶液来检测是否存在遗传物质。卡德纳博士在谈到古DNA时指出："在地球上的整个脊椎动物化石记录中，以前只在两块恐龙化石中报道过这种情况，其中一块是霸王龙的化石。"这一发现使保存在巴拿马加勒比海岸的脊椎动物化石具有了极其重要的意义，它不仅有助于了解巴拿马地峡出现时的生物多样性，还有助于了解软组织和可能的原始生物物质（如蛋白质和DNA）的保存情况，而这正是分子古生物学这一新兴领域的重要组成部分。这项研究的合著者、隶属于STRI的博士研究员卡洛斯-德-格拉西亚（CarlosDeGracia）说："我们多年来从巴拿马抢救出的加勒比化石有助于改写地峡海洋脊椎动物的历史。"这项研究是史密森尼热带研究所与罗萨里奥大学自然科学系合作的成果，并得到了罗萨里奥大学和巴拿马国家科学技术部的资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400143.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400143.htm