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一项新的研究发现，强化围栏也通过防止食肉动物攻击来惠及附近的畜牧者。 捕食者需要进食，但有时它们的食物会对共享景观的人造成伤害，这常常导致食肉动物的死亡。 强化的牧栏是坦桑尼亚用于保护牲畜和脆弱食肉动物物种的一种策略。但狮子、豹子和鬣狗的晚餐去哪儿呢？它们是不是去攻击邻近的牛 herd？ 由科罗拉多州立大学领导的一项新研究发现，好的围栏确实能造就好的邻居，因为强化围栏也惠及居住在附近的畜牧者。捕食者似乎完全避免进入某些用链条围栏建造的牧栏所处的社区，这种围栏比传统的用荆棘灌木建造的非洲小围栏更有效，而不是去邻近的地方进食，从而对没有强化围栏的邻居产生负面影响。…

根据宾夕法尼亚州立大学研究人员的一项新研究，一系列宇宙过程塑造了我们太阳系外最常见行星类型之一的形成。研究小组利用美国国家航空航天局（NASA）的过境系外行星勘测卫星（TESS）的数据，研究那些围绕其恒星运行的年轻亚海王星——比地球大但比海王星小的行星。这项工作提供了关于这些行星如何在早期阶段向内迁移或失去它们的大气层的见解。 描述该研究的论文于3月17日发表在《天文学杂志》上。研究结果为亚海王星的特性提供了线索，并帮助解决了有关它们起源的长期问题，研究小组表示。 “迄今为止发现的大约5500颗系外行星中的大多数与其恒星的轨道非常接近，比水星与太阳的距离还要近，我们称之为‘近内行星’，”宾夕法尼亚州立大学天文学与天体物理学系的总统博士后研究员、研究小组负责人瑞切尔·费尔南德斯（Rachel Fernandes）说。“其中许多是气态亚海王星，这种行星在我们自己的太阳系中是缺失的。像木星和土星这样的气体巨星形成于离太阳更远的地方，但不清楚如此多的近内亚海王星是如何在靠近恒星的位置生存的，因为它们受到强烈的恒星辐射轰击。” 为了更好地理解亚海王星的形成和演化，研究人员转向年轻恒星周围的行星，这得益于TESS最近的可观测性。…

新的建模显示，主带小行星（52246）Donaldjohanson可能是在约1.5亿年前通过一个更大的母小行星的破裂形成的；自那时起，其轨道和自转属性经历了显著演变。在2025年4月20日，NASA的露西号宇宙飞船将经过这一约三英里宽的太空岩石，所收集的数据可能基于其形状、表面地质和撞击历史为此类过程提供独立见解。 新的西南研究院领导的建模显示，主带小行星（52246）Donaldjohanson可能是在约1.5亿年前通过一个更大的母小行星的破裂形成的；自那时起，其轨道和自转属性经历了显著演变。在2025年4月20日，NASA的露西号宇宙飞船将经过这一约三英里宽的太空岩石，所收集的数据可能基于其形状、表面地质和撞击历史为此类过程提供独立见解。 “基于地面观测，Donaldjohanson似乎是一个特殊的物体，”西南研究院的西蒙·马尔基博士说，他是露西任务的副首席研究员，也是发表在《行星科学期刊》上的研究的主作者。“理解Donaldjohanson的形成可能有助于解释其特性。” “数据表明它可能相当细长，是一个缓慢旋转体，可能由于热扭矩随着时间的推移减缓了其旋转，”布拉格查尔斯大学的教授、大卫·沃克尔希和此项研究的合著者补充道。 露西的目标是由硅酸盐岩组成的常见类型小行星，可能包含粘土和有机物。这篇新论文表明，Donaldjohanson可能是埃里戈涅碰撞小行星家族的成员，这是一组轨道相似的小行星，形成于一个更大的母小行星的破碎。这个家族起源于主带的内侧，离近地小行星（101955）贝努和（162173）龙宫的源区域并不远，后者分别是NASA的OSIRIS-REx和JAXA的隼鸟2号任务最近访问过的。…

研究人员发布了一项新研究，深入探讨镍基阴极，这是促进电池能量存储的两个电极之一。 镍在电动汽车电池未来中的作用明确：它比广泛使用的钴更丰富、更容易获取，且其更高的能量密度意味着充电之间可以延长行驶距离。 然而，镍在循环寿命、热稳定性和安全性方面比其他材料不那么稳定。来自德克萨斯大学奥斯汀分校和阿贡国家实验室的研究人员旨在通过一项新研究改变这一点，该研究深入探讨镍基阴极，这是促进电池能量存储的两个电极之一。 “高镍阴极有潜力通过提供更长的行驶距离来颠覆电动汽车市场，”研究团队的领导之一、沃克机械工程系和德克萨斯材料研究所的教授Arumugam Manthiram说，他在《自然能源》上发表的研究提供了对其热稳定性的综合分析，这对开发安全电池至关重要。…

当水冻结成冰或煮成水蒸气时，其属性在特定温度下发生剧烈变化。这些所谓的相变是理解材料的基础。但是，这种相变在纳米材料中是如何表现的呢？一组科学家现在对磁性纳米材料中相变的复杂特性提供了新的见解。他们的研究发现揭示了磁性和机械性之间的耦合，为超灵敏传感器铺平了道路。 科学家们来自代尔夫特理工大学（荷兰），与瓦伦西亚大学和新加坡国立大学的同事一起，研究了厚度仅为几个原子的二维纳米材料FePS₃。首次，他们开发了一种方法，以深入了解此类材料的高度复杂的相变。通过使用微小的悬浮FePS₃膜，团队在温度变化的过程中以高幅度振动材料。这揭示了材料在其相变温度附近的振动如何变化，以及其磁性特征。 “想象一下，一个有磁结构的鼓，激光光束就像鼓槌——持续让它振动，同时随着温度变化轻微改变节奏，”代尔夫特理工大学机械工程系副教授法尔博德·阿利贾尼解释道。“在温暖时，这个磁鼓是松的，它的磁自旋，即使粒子表现得像小磁铁的自然旋转，处于无序相。但一旦变冷，鼓就收紧，自旋快速摆入有序的模式。现在，想象在击鼓时，你慢慢地将温度从温暖变为寒冷。随着变化，你会注意到不仅鼓开始感到不同，而且这种变化并不是平滑（线性）的——它以复杂和不规则（非线性）的方式展开，影响其机械性能。” 研究人员基本上测量了这一相变过程中的非线性变化。通过使用纳米级鼓，他们能够检测这种突然转变发生的温度，并详细研究鼓的机械行为如何变化。“我们确定的相变温度约为-160°C，”马卡尔斯·希辛斯说道，他的博士研究工作为这项研究提供了灵感。“此外，我们发现温度变化引起的机械响应变化与材料的磁性和弹性特性是直接耦合的。” 这些膜对内部和外部力量都异常敏感。希辛斯补充道：“这种敏感性使它们成为理想的传感器候选者，能够检测到环境变化或材料内部应力的微小变化。”…

通过人工光合作用，人类可以利用太阳能结合二氧化碳并生产氢气。化学家们进一步推进了这项技术：他们合成了一堆染料，这些染料与植物的光合作用设备非常接近。它能吸收光能，利用它分离电荷载体，并在堆叠中快速高效地转移它们。 光合作用是一个奇妙的过程：植物利用它从简单的原料二氧化碳和水中生产糖分子和氧气。它们从阳光中获取这个复杂过程所需的能量。 如果人类能够模仿光合作用，将会有许多好处。来自太阳的自由能量可以用来从大气中去除二氧化碳，并利用它构建碳水化合物和其他有用的物质。也可以生产氢气，因为光合作用将水分解成其成分氧气和氢气。 光合作用：一个复杂过程涉及众多参与者 因此，许多研究人员致力于人工光合作用也就不足为奇了。这并不容易，因为光合作用是一个极其复杂的过程：它在植物细胞中以多个独立步骤进行，涉及许多染料、蛋白质和其他分子。然而，科学正在不断取得新的进展。…

研究人员已经实验性地重现了另一个量子物理学领域的基本理论模型，这一理论可以追溯到诺贝尔奖获得者维尔纳·海森堡。成功实验的基础是由被称为纳米石墨烯的微小碳分子构成。这种自下而上的合成方法能够进行多样化的量子技术实验研究，这些技术未来可能有助于推动该领域的突破。 在2024年，Empa的研究人员和他们的合作伙伴首次成功实现了一种所谓的一维交替海森堡模型，采用了一种合成材料。这个近一个世纪以来都广为人知的理论量子物理模型描述了一条自旋的线性链——一种量子磁性。现在，由Empa纳米技术@表面实验室负责人罗曼·法塞尔领导的研究人员还能够在实验室中重构该模型的“兄弟”模型。 在交替模型中，自旋以交替强弱耦合的模式连接。然而，在新模型中，自旋是均匀连接的。这一看似微小的差异导致了根本不同的性质：均匀链中的自旋强烈纠缠，并展现出长范围的相关性，基态与激发态之间没有能量间隙。相比之下，交替链则出现能量间隙，其自旋倾向于形成强的成对结合，相关性迅速减小（呈指数方式）。研究人员能够精准确认这些理论量子物理的预测在他们的纳米石墨烯自旋链中。相关的研究结果刚刚发表在最新一期的《自然材料》上。 这两种模型都是通过纳米石墨烯实现的，这是一种二维碳材料石墨烯的微小碎片。研究人员通过精确控制这些碎片的形状，可以操控它们的（量子）物理性质。目标是开发一个材料平台，允许对各种量子模型和效应进行实验研究。 使量子技术向实际应用更进一步（微小的）一步…

铱掺杂铁钴（Fe-Co-Ir）合金，通过机器学习之前已被识别，显示出增强的磁性特性，甚至超过了广泛使用的纯Fe-Co合金。然而，这种增强的磁化来源尚不甚了解。目前，科学家们采用了一种创新方法，通过高通量X射线磁圆二向色性（XMCD）测量，展示了Ir掺杂的重要作用。这些发现将为设计新型高性能磁性材料奠定基础。 磁性材料在支持现代社会的各种技术中变得不可或缺，例如数据存储设备、电动机和磁传感器。高磁化的铁磁体特别对于下一代自旋电子学、传感器和高密度数据存储技术的发展至关重要。在这些材料中，铁钴（Fe-Co）合金因其强大的磁性而被广泛使用。然而，它们的性能提升存在限制，因此需要一种新的方法。 一些早期的研究表明，由重元素掺杂的铁钴合金外延生长的薄膜表现出显著的高磁化。此外，最近在计算技术上的进展，例如将机器学习与第一性原理计算结合，显著加速了对新材料组成的搜索。铱（Ir）掺杂的Fe-Co合金（Fe-Co-Ir）就是通过机器学习识别的一种材料，已显示出较大磁矩，代表了磁场的强度和方向，甚至超过了传统的Fe-Co合金。然而，识别这些增强磁性特性的来源仍然是一个重大挑战。特别是，Ir掺杂对Fe-Co合金磁性特性的影响仍然不甚了解。 为克服这一挑战，东京科学大学材料科学与技术系的助理教授山崎隆弘（Takahiro Yamazaki）领导的研究团队实施了一种新颖的方法。他们利用材Compositionally…

数字语音录音包含有价值的信息，可以指示个体的认知健康，提供了一种非侵入性和高效的评估方法。研究表明，数字语音测量可以通过分析语音速率、清晰度、音调变化和停顿等特征来检测认知衰退的早期迹象，当这些特征偏离规范模式时，可能表明认知障碍。然而，语音数据引入了隐私挑战，因为录音中嵌入了可识别个人身份的信息，如性别、口音和情感状态，以及可能独特识别个体的更微妙的语音特征。当语音数据被自动化系统处理时，这些风险会加剧，引发了关于再识别和潜在数据滥用的担忧。 在一项新的研究中，波士顿大学Chobanian & Avedisian医学院的研究人员提出了一个计算框架，该框架应用音调变换（一种声音录制技术，可以提升或降低声音音调）以保护说话者身份，同时保留对认知评估至关重要的声学特征。“通过利用音调变换等技术作为语音混淆的手段，我们展示了在保留声学特征的诊断价值的同时减轻隐私风险的能力，”通讯作者Vijaya B.…

对一个错误的好奇心导致在蒸发金属薄膜的锗晶圆上留下微小点，这一发现引出了通过化学反应在半导体表面蚀刻出的美丽螺旋图案。进一步的实验表明，这些图案源于通过催化剂变形与机械力耦合的化学反应。这个新系统是自1950年代以来在研究化学图案形成的实验方法上的首次重大进展。研究这些复杂系统将帮助科学家理解其他自然过程，从材料中的裂纹形成到应力如何影响生物生长。 对一个错误的好奇心导致在蒸发金属薄膜的锗晶圆上留下微小点，这一发现引出了通过化学反应在半导体表面蚀刻出的美丽螺旋图案。进一步的实验表明，这些图案源于通过催化剂变形与机械力耦合的化学反应。这个新系统是自1950年代以来在研究化学图案形成的实验方法上的首次重大进展。研究这些复杂系统将帮助科学家理解其他自然过程，从材料中的裂纹形成到应力如何影响生物生长。 UCLA的博士生黄怡琳注意到，她的其中一个样品上出现了一些微小的点，这个样品在意外如此一夜未被放回。这个分层样品由一个锗晶圆和蒸发的金属薄膜构成，与一滴水接触。出于一时兴起，她在显微镜下观察这些点，简直不敢相信她的眼睛。通过化学反应，美丽的螺旋图案已经被蚀刻在锗的表面上。 黄的好奇心让她展开了一次探索之旅，发现了没有人见过的事情：数百个近乎相同的螺旋图案可以自发地在一个平方厘米的锗芯片上形成。更重要的是，实验参数的细微变化，比如金属薄膜的厚度，产生了不同的图案，包括阿基米德螺旋、对数螺旋、莲花形状、径向对称图案等。 这一发现发表于物理评论材料，是在黄尝试将DNA固定到金属薄膜时偶然发生的一个小错误。…

水曾经在火星表面大量存在。但根据一项新的分析，目前尚不清楚这些水中有多少储存在行星的地壳中。 水曾经在火星表面大量存在。但根据一项新的分析，目前尚不清楚这些水中有多少储存在行星的地壳中。 在超过30亿年前，火星的表面间歇性地存在液态水。然而，在行星失去大部分大气层后，表面水无法再继续存在。火星水的命运——它是作为冰埋藏、限制在深层含水层中、融入矿物中，还是散失到太空中——仍然是一个正在进行的研究领域，尤其受到LASP高级研究科学家布鲁斯·雅科斯基的兴趣，他曾是火星大气与挥发物演变（MAVEN）任务的主要研究员。 上周，雅科斯基在《美国国家科学院院刊（PNAS）》的主编信中挑战了一项2024年PNAS研究的结论，该研究表明火星在其中下地壳中保留了大量液态水。雅科斯基指出，虽然这是一个可能的结论，但并不是唯一的，因为该研究所依据的数据并不需要水饱和的地壳。 “虽然这种方法和分析是合理且适当的，但他们建模的结果暗示了一个替代结论，”雅科斯基说。…

科学家通过纳米弹簧涂层提高了电池的耐久性和能量密度。 由POSTECH材料科学与工程系的柯亨永教授领导的研究团队，与三星SDI、北western大学和中央大学的研究团队开展了联合研究，开发出一种技术，能够显著提高电动汽车（EV）电池的使用寿命和能量密度。这项研究最近在国际材料学术期刊ACS Nano在线发表。 电动车电池必须在反复充电和放电的过程中保持性能。然而，目前的技术存在一个大问题：充放电过程导致电池的正极活性材料反复膨胀和收缩，造成微观裂纹。随着时间的推移，电池性能急剧下降。为了防止这种情况，研究人员通过增强正极活性材料的强度或添加增强掺杂物来改善，但这些都无法成为根本解决方案。 该研究的关键是“纳米弹簧涂层”技术，可以设计弹性结构。研究团队在电池电极材料的表面实施了多壁碳纳米管（MWCNT）。这吸收了充放电过程中产生的应变能量，防止了裂纹的形成，最小化电极的厚度变化以提高稳定性。团队成功有效地抑制了电池内部的裂纹，同时提高了其使用寿命和性能。…