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在新的图像中，科学家们首次近距离观察到人马座C——一个“恒星幼儿园”，在这里，气体和尘埃的云团已经坍缩形成了数千颗新星。 人马座C是银河系中最极端的环境之一。这个多云的空间区域距离我们银河中心的超大质量黑洞约200光年。在这里，一个巨大而致密的星际气体和尘埃云在数百万年间自我坍缩，形成了数千颗新星。 在一项新的研究中，一组科学家利用NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测数据研究人马座C，达到了前所未有的细节。该研究由科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家约翰·巴利、弗吉尼亚大学的塞缪尔·克劳、格拉纳达安达卢西亚天体物理学研究所的鲁本·费德里亚尼及其同事们共同领导。 这些发现可能有助于解决关于银河系最内侧区域的长期谜团，科学家称之为中央分子区（CMZ）：该区域拥有高密度的星际气体。那么，为什么在这里新星的形成数量比科学家曾经预测的要少呢？ 研究人员发现，强大的磁场线似乎穿过人马座C，形成长而明亮的热氢气体细丝，形状有点像意大利面——这一现象可能减缓了周围气体中新星形成的速度。…

化学工程师和动物科学家之间的合作创造了一种从动物废弃物中回收有价值工业化学品的系统，代表了朝向循环经济和环境可持续性的一大步。 伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的研究人员开发了一种纳滤系统，用于从在生物反应器中发酵的牛粪中分离挥发性脂肪酸（VFAs）——这些有机分子在多个行业的精细化学品生产中至关重要。由于将选择性离子交换膜纳入电化学分离系统，该系统的能效比以往标准电化学过程提高了80%。 “我们能够从像牛粪这样的东西中获得工业化学品，比如VFAs，真是令人难以置信，”伊利诺伊大学化学和生物分子工程教授肖苏说。“通过我们的工作，我们相信我们离循环经济更近了，废物被重新加工成有价值的资源，从而使化学品生产的整体效率和可持续性得以提升。” 该研究由肖苏研究小组的博士后研究助理王淑（Wangsuk Oh）主导。研究成果发表在《先进功能材料》期刊上，并在2025年2月5日的期刊封面内刊登。…

一种新型的粘贴指甲以各种形状和颜色出现——当你用完它们后，可以将它们融化并重用材料来制作下一个造型。 坐下来，放松心情，在可持续性美容院做指甲。 在一项新的研究中，科罗拉多大学博尔德分校ATLAS研究所的研究团队设计了一种新型的粘贴指甲，这些指甲是生物可降解的、色彩丰富且可以无尽定制。 该小组的设计被称为Bio-e-Nails，使用从藻类或贝类等动物的硬外壳获得的常见成分。它们有各种形状和大小：你喜欢长长的闪亮指甲吗？你可以在自己家里的厨房里制作它们。想要更短的、亮粉色、内置电脑芯片的指甲？那也是可能的。 而且，当你厌倦了你的最新造型时，你可以融化掉这些指甲并制作一套新的——或任何你能想象的东西，联合创作者Eldy…

根据他们的发现，研究人员指出，有一些实用的解决方案可以防止本研究中调查的土坡的崩塌。他们的建议包括使用稳定剂，例如水泥，以减少湿度的影响，以及铺设排水管快速排水。 道路和高速公路是一个国家的生命线。美国拥有超过400万英里的公共道路，包括州际公路系统。防止损坏并维护道路和高速公路对于支持美国广泛的交通基础设施的持久性至关重要。 为此，德克萨斯大学A&M分校的研究人员最近在《交通土木工程》期刊上发表了一份报告，内容是关于德克萨斯州一条高速公路土坡崩塌的法医调查，采用了多种方法，包括数值建模和实验室测试。 “每年土坡的崩塌是相当常见的，”扎克里土木与环境工程系的安南·普帕拉教授表示。“修复这些故障需要大量的工作，特别是在城市中间的高速公路情况下。在我们的研究中，我们调查了土坡失败的原因以及修复此类损坏的最佳方法。” 根据联邦公路管理局的说法，土坡是由压实的土壤、岩石或集料等土壤材料构成的结构。它们将道路抬高到现有周围地表的水平以上，以提供结构支持、预防洪水以及通过导水通过明确的路径来改善道路排水。…

当春天到来，供暖季节结束时，保持温暖变得不再是一个问题。然而，科学家提醒我们，这不仅仅是季节性的需求——热量也是一种宝贵的能源资源，可以储存并在最需要时使用。卡乌纳斯科技大学（KTU）的研究人员发现了一个创新的解决方案：利用土壤作为高效的热能储存系统。 KTU教授Tadas Ždankus博士及其团队一直在研究土壤如何不仅可以用于建筑目的，还可以作为热量储存的介质。他们研究的核心是一个地下热量蓄冷器，可以将多余的能量储存于地下，并在需求高峰时提供。"我们的目标是将通常会作为废物散失到地面上的热量转化为有用的能源，"Ždankus博士解释道。 地下热量储存潜力 在研究开始时，Ždankus教授和团队探索了如何利用风能来生产热量而不是电力。他们采用了液压系统，而不是传统的发电机。研究人员发现，通常被视为低效的液压损失实际上是产生可用热量。"我们试图消除的液压损失实际上就是热量的产生，"KTU的一位教授说。…

国际团队目前正在密切跟踪近地小行星2024 YR4。2032年的撞击概率估计已从峰值的3%降低到0.001%以下。 国际团队目前正在密切跟踪近地小行星2024 YR4。2032年的撞击概率估计已从峰值的3%降低到0.001%以下。 小行星2024…

一个国际研究团队开发了具有高弹性能量密度的机械超材料。高度扭曲的杆以螺旋形变形，使这些超材料具有高刚度，并能够吸收和释放大量的弹性能量。研究人员进行了简单的压缩实验，以确认初步的理论结果。 无论是用于吸收能量的弹簧、机械能储存的缓冲器，还是机器人或节能机械中的柔性结构：机械能的储存是许多技术的要求。动能，即运动能量或相应的机械功，被转换为弹性能量，以便在需要时能够完全释放。这里的关键特性是焓——可以储存在材料元素中并从中恢复的能量密度。凯尔特应用材料研究所机械材料教授彼得·古姆施（Peter Gumbsch）解释说，实现尽可能高的焓是具有挑战性的：“困难在于将相互冲突的属性结合起来：高刚度、高强度和大可恢复应变。” 巧妙排列螺旋变形杆的超材料 超材料是人工设计的材料，在自然界中并不存在。它们由个别定义的单元组装而成，以增强其有效的材料特性。彼得·古姆施同时也是弗劳恩霍夫材料力学研究所（IWM）院长，他的国际研究团队成员来自中国和美国，现成功开发出具有高恢复弹性能量密度的机械超材料。“最初，我们在没有破坏或永久变形的情况下，检测到了在简单圆杆中储存大量能量的机制，”古姆施说。“通过定义杆的巧妙排列，我们将这一机制集成到超材料中。”…

研究人员创建了一种由两层堆叠的二氧化钛纳米结构组成的双层超表面，为光的结构化开辟了新的可能性。 近十年前，哈佛大学的工程师们揭示了世界上第一款可见光谱超表面——一种超薄、平坦的设备，表面上有纳米级的结构，可以精确控制光的行为。作为传统笨重光学元件的强大替代品，今天的超表面实现了从成像系统和增强现实到光谱学和通信的紧凑、轻便、多功能应用。 现在，哈佛约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的研究人员通过创建一种双层超表面，实际上在超表面技术上又加大了投入，这种超表面由不止一层，而是两层堆叠的二氧化钛纳米结构组成。在显微镜下，这种新设备看起来像是一个密集的阶梯状摩天大楼阵列。 这项研究发表于自然通讯。 “这是纳米技术的最高水平的壮举，”该研究的资深作者、SEAS应用物理的罗伯特·L·华莱士教授及电气工程的温顿·海耶斯高级研究员费德里科·卡帕索说。“这为光的结构化开辟了一条新路径，我们可以以前所未有的方式综合工程化光的各个方面，比如波长、相位和极化…这标志着超表面的新途径，而到目前为止，这一领域只是触及了表面。”…

一组化学家找到了观察电池界面的方法——深藏在电池内部的紧密、复杂区域长期以来令电池设计师感到沮丧。 这将是电动的。 但是，多久呢？我们的社会能多快地最大化电气化的好处，取决于寻找更便宜、更高性能的电池——这一现实通过弗吉尼亚理工大学的新研究变得更近。 由冯林和路易斯·马德森领导的化学家团队找到了一种方法，可以观察电池界面，这些紧密、复杂的区域深埋在电池内部。研究结果于4月1日发表于《自然纳米技术》期刊。 “在这些界面上存在着重大的、长期的挑战，”化学研究生、研究的第一作者闵正基说。“我们一直在努力更好地控制这些埋藏的表面。”…

自愈合涂层是先进材料，可以自行修复损伤，如划痕和裂缝。早稻田大学的研究人员开发了一种有效的方法，制造由高度交联的有机硅氧烷和线性聚二甲基硅氧烷（PDMS）交替层组成的自愈合薄膜。他们的薄膜比传统的自愈合PDMS材料更耐用，提供了更高的硬度和更大的热稳定性，同时在温和温度下自愈合，为更强、更可靠和更易维护的自愈合材料铺平了道路。 聚硅氧烷材料，如基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的弹性体，具有自愈合能力，这是通过引入硅烷醇（Si-O-）基团而实现的。这种能力源于其动态硅氧烷（Si-O-Si）键，这些键可以断裂并重新形成，以修复损伤。它们的自愈合特性可能使它们在光学、电子和航空航天等各个领域的保护涂层应用中具有价值。 为了改善基于PDMS的材料的性能，它们与无机填料如纳米颗粒或纳米薄片结合。通常，向聚合物中引入纳米薄片会导致形成一种层状结构，具有优越的热、机械和气体屏障性能。此外，已报告定向薄膜的裂缝愈合能力有所改善。这种改善归因于聚合物在面内方向上的扩散集中。 日本早稻田大学的研究人员在增强自愈合硅氧烷材料方面取得了显著进展，开发了一种更有效的多层薄膜制造方法。在2025年1月6日发表在期刊《化学通讯》第61卷第16期上的一项研究中，由下村敦教授领导的团队，包括研究助理宫本嘉昭和助理教授松野高道，利用自组装过程制造了一种由高度交联的有机硅氧烷（硅硅酸盐）和接枝的PDMS层组成的复合薄膜。 研究的主要作者宫本表示：“用我们的自愈合材料替代传统材料，该材料不易恶化且具有高硬度，将在免维护和耐用应用中受到高度需求。”…

微塑料对人类和生态健康构成的威胁已被充分记录并广为人知，然而纳米塑料的尺寸小于一个微米（平均人发厚度的1/50），其反应性更强，流动性更高，并且更能够穿越生物膜。然而，由于它们非常微小且流动性强，研究人员尚未准确了解这些颗粒的毒性有多大。理解纳米塑料毒理学的第一步是建立一个可靠、高效和灵活的工具，不仅能量化特定样本中纳米塑料的浓度，还能分析该样本包含哪些特定的塑料。 最近，由马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的国际科学家团队在《自然水》杂志上宣布开发了一种新工具，称为OM-SERS装置，它能够完成所有这些任务，并且可以用于检测固体样本（如土壤、体组织和植物）中特定纳米塑料的浓度和聚合物类型。 塑料是一种极其耐用的材料，分解可能需要长达500年。随着塑料瓶、包装和部件的老化，其中的小碎片也会破裂。这些微塑料已在全球的每一个角落被发现，从珠穆朗玛峰的顶端到马里亚纳海沟的深处，并且根据最近的报告，它们出现在许多人类的血液、大脑和心脏组织中。 如果这还不够糟糕的话，每个微塑料在理论上可能被分解成1百万万纳米塑料颗粒——这意味着我们的水、空气和土壤中字面上存在无数的纳米塑料。这些微塑料对环境和人类健康构成的风险尚未明了，并且它们正在改变全球的生态系统。 “由于纳米塑料非常微小，它们的总体表面积和功能基团远高于微塑料，这意味着更多的纳米塑料可以在水、土壤和体组织中聚集，”马萨诸塞大学阿默斯特分校斯托克布里奇农业学院的环境与土壤化学杰出教授以及论文的高级作者之一包山兴说。“它们更易于传播，可能在环境和我们体内的更多地方出现。一旦到达这些地方，它们更具反应性，其内部的化学物质和添加剂更容易渗出到周围环境中。”…

一组研究人员开发了一种具有卓越热稳定性和机械强度的突破性高温铜合金。研究小组对新铜合金的发现介绍了一种新型的体积Cu-3Ta-0.5Li纳米晶合金，展现出在接近其熔点的温度下，仍能显著抵抗粗化和蠕变变形。 来自亚利桑那州立大学、美国陆军研究实验室（ARL）、勒海大学和路易斯安那州立大学的研究小组开发了一种具有卓越热稳定性和机械强度的突破性高温铜合金。 研究小组在《科学》期刊上发表的关于新铜合金的发现，介绍了一种新型的体积Cu-3Ta-0.5Li纳米晶合金，该合金在接近其熔点的温度下展现出显著的抵抗粗化和蠕变变形的能力。 研究共同作者、亚利桑那州立大学艾拉·A·富尔顿工程学院的Kiran Solanki教授表示：“我们的合金设计方法模拟了镍基超级合金中的强化机制。”…