你這隨手一扔，可能就真的一眼千年了……｜博覽日報

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你隨手一扔的東西竟然能“活”5000年？

提到難降解垃圾，我們首先想到的是塑料。可玻璃瓶的“壽命”，比普通塑料瓶還要長10倍以上。

我們?nèi)粘Ｓ玫牟Ａ浚瑢W(xué)名叫鈉鈣玻璃，主要成分是二氧化硅（SiO2），制作過程為把石英砂、純堿等原料，在1500℃的高溫里“熔成液體”，再快速冷卻定型，形成的一種通過橋氧（Si-O-Si）連接的三維致密結(jié)構(gòu)。

它在自然環(huán)境中完全降解需要4000~5000年，要是扔進填埋場，更是能“存活”百萬年以上。美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，玻璃瓶的“長生”的秘密有3點：

首先，沒有微生物能“消化”它：紙張、果皮能腐爛，是因為有微生物分解它們；但玻璃是無機材料，目前沒有任何微生物能以二氧化硅為“食物”，它不會發(fā)霉、不會腐爛，只能被風(fēng)吹日曬慢慢磨損。

其次，它耐水、耐氧化，就算遇到日常的酸堿，也不會被腐蝕。我們看到玻璃“發(fā)白老化”，只是表面一層淺淺的水合反應(yīng)，根本不是真的分解。自然環(huán)境中，它每年被侵蝕的厚度只有納米到微米級別，想完全風(fēng)化，得等上數(shù)千年。

最重要的一點是，玻璃內(nèi)部是連續(xù)無孔的“防護網(wǎng)”，水分子、離子根本鉆不進去發(fā)生反應(yīng)，它就像一塊人造巖石，甚至比很多天然巖石還“耐造”，能在土壤、近海環(huán)境中穩(wěn)穩(wěn)待上千年。

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

科學(xué)家實現(xiàn)水稻低鎘不減產(chǎn)

鎘不是植物生長需要的元素，但它會沿著土壤—水稻—食物鏈，悄悄進入人體。長期攝入后，腎功能損傷、癌癥、骨質(zhì)疏松——每一樣都不是鬧著玩的。更棘手的是，水稻偏偏對鎘有很強的吸收能力，這讓“吃米安全”成了一個長期懸在心頭的隱患。

水稻里有一個叫OsNramp5的轉(zhuǎn)運蛋白，是鎘從根部運往地上部分的“主干道”。想堵住鎘，最直接的辦法就是敲掉這個基因。問題來了：OsNramp5不光運鎘，還同時負(fù)責(zé)運輸錳等植物必需的金屬元素。一刀切敲掉它，鎘是降了，但水稻也跟著大幅減產(chǎn)——餓肚子和中毒之間，過去似乎只能二選一。

近日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所找到了第三條路。團隊以O(shè)sNramp5基因為靶標(biāo)，利用單堿基編輯器，采用堿基編輯飽和突變策略，設(shè)計了238個sgRNA，構(gòu)建大規(guī)模突變體庫，目標(biāo)很明確：篩出一個能降鎘、能保錳、還不減產(chǎn)的等位變異。

他們找到了。一個關(guān)鍵位點突變——將OsNramp5蛋白第441位的異亮氨酸突變?yōu)樘K氨酸（I441T）——表現(xiàn)亮眼。田間試驗顯示，攜帶該突變的糙米鎘含量顯著下降，而產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀紋絲未動：株高、分蘗數(shù)、單株產(chǎn)量、秸稈生物量，和野生型沒有顯著差異。錳、鋅、鐵等關(guān)鍵微量營養(yǎng)素在籽粒中的含量也保持穩(wěn)定。換句話說，該攔住的攔住了，該保留的全保留了。

研究還順帶揭開了一個新發(fā)現(xiàn)：OsNramp5除了已知的鎘和錳轉(zhuǎn)運功能，兼具鋅轉(zhuǎn)運能力。而I441T突變恰恰增強了它對鋅的選擇性，讓根系細(xì)胞內(nèi)鋅濃度升高，競爭性地把鎘擋在木質(zhì)部裝載這一步，從根上減少了籽粒中的鎘積累。

低鎘、保營養(yǎng)、不減產(chǎn)——三個目標(biāo)一次達(dá)成。這為后續(xù)培育安全高產(chǎn)的水稻新品種，提供了一個精準(zhǔn)到單個氨基酸的解決方案。

圖片來源：中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所

有機光伏催化廢水處理獲新突破

工業(yè)含肼廢水來源廣泛、毒性較強，并具有生態(tài)風(fēng)險。芬頓氧化等傳統(tǒng)處理技術(shù)難以兼顧處理效率和節(jié)能環(huán)保的雙重需求。

太陽光催化技術(shù)憑借其綠色環(huán)保的優(yōu)勢被視為潛在凈化方案。但現(xiàn)有光催化體系存在太陽光捕獲能力不足、光生電荷利用率低等問題，制約了其太陽光驅(qū)動凈化效能。

針對以上問題，中國科學(xué)院化學(xué)研究所科研團隊發(fā)展了系列窄帶隙有機光伏催化劑，并在太陽光下展現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性。近期，該團隊將寬光譜、強吸收的OPC異質(zhì)結(jié)應(yīng)用于廢水凈化，并構(gòu)筑了氧化鋁?包覆的OPC納米催化劑（OPC @Al 2 O 3 ）。

該催化劑能充分利用太陽光進行高效分離與提取光生電荷，且在復(fù)雜水質(zhì)中運行穩(wěn)定，易于回收并能重復(fù)使用。基于質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移機制，該體系實現(xiàn)了太陽光驅(qū)動含肼廢水的高效、穩(wěn)定、綠色凈化，并同步生成了具有工業(yè)、能源附加值的氫氣，有效避免了有毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

在模擬太陽光（AM 1.5G, 100mW cm -2 ）照射下，5小時內(nèi)可將640ppm的含肼廢水降至痕量水平（0.038±0.01 ppm），水處理速率相比經(jīng)典光催化劑體系提升約兩個數(shù)量級。處理后水質(zhì)符合工業(yè)與農(nóng)業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)安全性明顯優(yōu)于芬頓氧化法。

該研究發(fā)展了一種高活性、高穩(wěn)定性的光催化劑體系，為太陽光驅(qū)動含肼廢水凈化及資源化轉(zhuǎn)化提供了新思路，有望助力于可持續(xù)水資源的治理。

圖片來源：中國科學(xué)院化學(xué)研究所

所有人請放下你的步數(shù)焦慮！

一說到走路，很多人腦子里就蹦出“日行一萬步”。仿佛不走夠五位數(shù)，今天就算白走了。但科學(xué)告訴我們，步數(shù)這東西，真的不是越多越好！

2019年《美國醫(yī)學(xué)會內(nèi)科雜志》一項追蹤了1.6萬余名老年女性的研究發(fā)現(xiàn)：每天走大約4400步，全因死亡率就開始明顯下降；走到7500步左右，健康收益基本就“到頂”了，再往上加，邊際收益變得很低。

西安體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)教研室教授茍波曾介紹：“對大多數(shù)成年人而言，每天6000~8000步已滿足推薦的身體活動量，能有效降低死亡、癡呆和癌癥風(fēng)險，且效率高、損傷小?！?/p>

步行帶來的健康獲益雖然不存在“封頂步數(shù)”，但超過8000步后隨著邊際收益遞減，關(guān)節(jié)磨損、肌肉勞損等運動風(fēng)險會明顯增加根據(jù)最新研究和臨床建議，我們整理了幾個“黃金步數(shù)區(qū)間”，大家可自行選擇：

4000~6000步：健康收益就很明顯從4000步開始，身體便能獲得明顯的健康收益，包括降低全因死亡風(fēng)險等。該區(qū)間適合60歲以上老年人，高血壓、糖尿病、關(guān)節(jié)病患者以及術(shù)后恢復(fù)期人群，重在溫和起步、長期堅持。

6000~8000步：這個區(qū)間是普通成年人、日常上班族、無基礎(chǔ)疾病人群的理想選擇，能有效維持心肺功能、基礎(chǔ)代謝和免疫力。8000步被認(rèn)為是膝關(guān)節(jié)友好的上限，超過此數(shù)，對預(yù)防膝骨關(guān)節(jié)炎的額外益處不再明顯。

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

一億多年前的恐龍竟然是毛茸茸的？

1.25億年前的白堊紀(jì)早期，亞歐大陸東北部地區(qū)生活著各種各樣帶羽毛的恐龍。其中，華麗羽王龍因華麗的羽毛驚艷世人，其化石上保存的羽毛印痕，結(jié)構(gòu)特征與今天雛鳥身上的絨毛相同。

視頻來源：CCTV紀(jì)錄

內(nèi)容綜合自中國科普博覽微博、上?？萍拣^、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國科學(xué)院化學(xué)研究所、數(shù)字北京科學(xué)中心、CCTV紀(jì)錄

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