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：

哈勃望远镜重新审视持续40年仍然异常炙热的新星HM Sagittae

哈勃望远镜重新审视持续40年仍然异常炙热的新星HM Sagittae 这幅艺术家的概念图展示的是人马座新星系统（HM Sge），在这个系统中，一颗白矮星正在从它的红巨星伴星中吸取物质。这就在白矮星周围形成了一个炽热的圆盘，当来自红巨星的氢气密度越来越大并达到临界点时，这个圆盘就会发生不可预知的自发热核爆炸。这些伴星之间的焰火对天文学家来说非常有趣，因为它们能让他们深入了解双星系统中恒星演化的物理和动力学。资料来源：NASA、ESA、Leah Hustak（STScI）哈勃太空望远镜拍摄的共生恒星 Mira HM Sge 的图像。它位于 3400 光年外的人马座，由一颗红巨星和一颗白矮星伴星组成。这两颗恒星距离太近，哈勃无法分辨。从红巨星上渗出的物质落在白矮星上，使它变得异常明亮。这个星系在 1975 年首次爆发出新星。红色星云是恒星风的证据。星云直径约为四分之一光年。资料来源：NASA、ESA、Ravi Sankrit（STSCI）、Steven Goldman（STSCI）、Joseph DePasquale（STSCI）天文学家利用美国宇航局哈勃太空望远镜和退役的SOFIA（红外天文平流层观测站）提供的新数据以及其他任务提供的档案数据，重新审视了银河系中最奇特的双星系统之一在它作为一颗明亮而长寿的新星出现 40 年之后。新星是指亮度突然大增的恒星，通常在几个月或几年后就会逐渐消失，恢复到原来的暗淡状态。1975 年 4 月至 9 月间，双星系统 HM Sagittae（HM Sge）的亮度增加了 250 倍。更不寻常的是，它并没有像通常的新星那样迅速消退，而是几十年来一直保持着高亮度。最近的观测结果表明，该系统的温度有所升高，但矛盾的是，它的光度却在一点点减弱。HM Sge 是一种特殊的共生恒星，其中一颗白矮星和一颗臃肿的、产生尘埃的巨型伴星处于相互围绕的偏心轨道上，白矮星吸收从巨型恒星流出的气体。这些气体在白矮星周围形成一个炽热的圆盘，随着从巨星流入的氢气在白矮星表面的密度不断增加，直至达到临界点，白矮星可能会发生不可预知的自发热核爆炸。这些伴星之间的焰火让天文学家着迷，因为它们能让他们深入了解双星系统中恒星演化的物理和动力学。巴尔的摩太空望远镜科学研究所（STScI）的拉维-桑克里特（Ravi Sankrit）说："1975年，HM Sge从一颗不起眼的恒星变成了该领域所有天文学家都在关注的恒星，而在某个时刻，这股热潮减缓了。2021 年，STScI 的 Steven Goldman、Sankrit 和合作者利用哈勃望远镜和SOFIA上的仪器，在从红外线到紫外线（UV）的光波长范围内，观察 HM Sge 在过去 30 年中发生了哪些变化。"来自哈勃的2021紫外线数据显示了一条强烈的高度电离镁发射线，这在早先公布的1990年光谱中是没有的。它的出现表明白矮星和吸积盘的估计温度从1989年的不到40万华氏度上升到了现在的超过45万华氏度。高度电离的镁线是紫外光谱中看到的众多镁线之一，综合分析这些镁线将揭示该系统的能量学，以及它在过去三十年中的变化情况。SOFIA 在试飞中打开望远镜舱门，翱翔在白雪皑皑的内华达山脉上空。SOFIA 是一架经过改装的波音 747SP 飞机。SOFIA 于 2014 年实现了全面运行能力，并于 2022 年 9 月 29 日完成了最后一次科学飞行。图片来源：NASA/Jim Ross研究小组利用将于 2022 年退役的美国宇航局飞行望远镜 SOFIA 提供的数据，探测到了该系统内部和周围流动的水、气体和尘埃。红外光谱数据显示，这颗产生大量尘埃的巨星在爆炸发生后的短短几年内就恢复了正常状态，但近年来它的光线也变得暗淡了，这是另一个有待解释的谜团。通过 SOFIA，天文学家能够看到水以每秒约 18 英里的速度流动，他们怀疑这就是白矮星周围咝咝作响的吸积盘的速度。目前，连接巨星和白矮星的气体桥必须横跨大约 20 亿英里。研究小组还一直与美国变星观测者协会（AAVSO）合作，与来自世界各地的业余天文学家合作，帮助他们用望远镜观测 HM Sge；他们的持续监测揭示了自 40 年前 HM Sge 爆发以来从未见过的变化。哈勃太空望远镜拍摄的共生恒星 Mira HM Sge 的图像，带有罗盘和刻度条。它位于射手座 3400 光年之外，由一颗红巨星和一颗白矮星伴星组成。这两颗恒星距离太近，哈勃无法分辨。从红巨星上渗出的物质落在白矮星上，使它变得异常明亮。这个星系在 1975 年首次爆发出新星。红色星云是恒星风的证据。星云直径约为四分之一光年。资料来源：NASA、ESA、Ravi Sankrit（STScI）、Steven Goldman（STScI）"像HM Sge这样的共生恒星在我们的银河系中非常罕见，而目睹类似新星的爆炸则更为罕见。这个独特的事件是天体物理学家几十年来的财富，"戈德曼说。研究小组的初步研究成果发表在《天体物理学报》上，桑克里特将在威斯康星州麦迪逊市举行的美国天文学会第244次会议上介绍以紫外光谱为重点的研究成果。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：