今日科技話題：量子干涉效應、地幔混合、精神分裂症風險遺傳基因、肺臟再生、藉助太陽風在月球上製造水

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廈門大學固體表面物理化學國家重點實驗室洪文晶團隊和英國蘭卡斯特大學Colin Lambert教授、上海電力大學陳文博團隊合作，在國際上首次發現了在單分子電化學晶體管中電子的量子干涉效應，在此基礎上製備出基於量子效應的高性能單分子電化學晶體管，為當前計算機晶元突破矽基半導體器件物理極限提供一個全新思路。該研究成果日前在線發表於《自然·材料》期刊上。

據洪文晶教授介紹，在單分子器件中，電子在通過單分子器件中不同電輸運通路時，由於存在相位差而出現增強或相消量子干涉效應，這是在納米-亞納米尺度電子輸運的獨特效應。在分子結構相近的情況下，具有相消量子干涉效應的分子和不具有相消量子干涉效應的分子相比，其電子輸運能力可能有數量級的差異。

該團隊在研究中首次實現了可集成電化學門控的單分子電子器件測試晶元技術和科學儀器方法，並在室溫下首次實現了對單分子電子器件中量子干涉效應的反共振現象的直接觀測和調控，得到了比傳統單分子晶體管開關比高出數十倍的單分子電化學晶體管，對製備基於量子干涉效應的新型分子材料和器件具有重要意義。

——《科技日報》

地球內部由地殼、地幔、地核構成，其中地幔約佔地球總質量的67%。地幔對流理論是理解地球內部板塊運動規律的動力學基礎。長期以來，地幔對流模式一直存在爭議。中國科學院測量與地球物理研究所的科學家經過長期研究，發現了地幔混合對流的重要證據。

該所倪四道研究團隊與中國科學技術大學及國際同行開展合作，首次發現了非對稱路徑660千米間斷面散射波震相，揭示了地幔410千米和660千米間斷面的小尺度起伏特徵。這一發現難以用全地幔對流或上下地幔分層對流模式解釋，而支持地幔混合對流模式，即一些區域地幔分層對流、其它區域上下地幔整體對流。

這項研究的相關成果近日已在國際學術期刊《科學》上以報告形式發表。國際著名學者克里斯汀·豪斯在同期《科學》觀點欄目撰文評價說：「這項研究成果可以幫助回答地球演化的根本性問題。」

——新華網

▲圖片來源：網路

中科院昆明動物研究所研究人員利用功能基因組學方法，初步揭示了精神分裂症風險遺傳變異對靶基因的調控機制，為深入解析精神分裂症的遺傳機制提供了新思路。研究成果已在線發表於《自然》子刊《自然·通訊》上。

論文通訊作者、中科院昆明動物研究所神經精神疾病學科組羅雄劍研究員介紹，為探尋風險遺傳變異如何影響基因的表達和精神分裂症易感，他們利用功能基因組學方法，系統地研究了精神分裂症易感遺傳變異對基因的調控機制。通過整合染色質免疫共沉澱—高通量測序和位置權重矩陣數據，鑒別到132個打斷與轉錄因子結合的風險單核苷酸多態性（SNPs）。與功能基因組學結果一致，報告基因實驗和等位基因特異性表達分析支持這種調控效應，進一步分析表明，這132個打斷轉錄因子結合的SNPs中的97個在人腦組織中與基因的表達顯著相關。

課題組除了初步摸清風險遺傳變異對靶基因的調控原理，還鑒別到一批受精神分裂症風險遺傳變異調控的靶基因，這為精神分裂症遺傳機制和致病機理研究以及未來新葯開發提供了重要數據。

——《科技日報》

▲圖片來源：網路

肺臟是人體的呼吸器官，對氣體交換和抵禦病原體入侵至關重要。肺臟一旦受損，人體正常生命活動也將受到影響。中國科學院生物化學與細胞生物學研究所周斌研究組最新研究證實，在人體中存在一種參與肺臟再生的肺多能乾細胞，它可以「按需分化」，完成肺臟內部的「跨界維修」。相關成果2月19日發表於國際學術期刊《自然·遺傳學》。

周斌研究組利用一種新型雙同源重組標記技術，在實驗小鼠體內實現了特異性標記和示蹤BASCs，證明BASCs確實存在的同時，發現在正常條件下，BASCs可以實現緩慢地自我更新，維持肺臟功能運轉。研究人員還通過一系列實驗發現，BASCs在不同損傷模型中具有「跨界」多向分化潛能。當利用藥物損傷肺支氣管後，BASCs能增殖、分化為支氣管上皮棒狀細胞和纖毛細胞；而當利用藥物損傷肺泡後，這群BASCs又能增殖分化為I型和II型肺泡上皮細胞，進而恢復肺功能。

該研究為肺臟的損傷修復以及再生醫學研究提供了新的思路，為肺部疾病乾細胞治療提供了堅實理論基礎。

——《科技日報》

▲圖片來源：網路

美國研究人員藉助計算機模擬發現，藉助太陽風有望在月球表面製造水，這將為未來建立月球基地提供便利條件。

模擬顯示，當高速帶電粒子以每秒450千米的速度衝擊月表時，其中的質子會與月表的電子相互作用，形成氫原子，而這些氫原子能與月壤中二氧化矽等化合物中的氧原子結合形成氫氧根，成為製造水的原料。

研究顯示，不斷衝擊月表的太陽風能使月壤中矽、鐵和氧原子之間的化學鍵斷裂，讓氧原子出現不飽和鍵，得以與氫原子結合。

研究還提示了探月者應去哪裡尋找製造水的原料。由於太陽異塵餘生會激發儲存在月表的氫原子使其外逸至太空，月球赤道等溫暖地區的氫原子較少，相對寒冷的極地附近則存有更多氫原子。

——新華網

日本京都大學和國立天文台2月20日宣布，岡山天文台(位於岡山縣淺口市)去年7月建成的東亞最大光學紅外線望遠鏡「晴明(Seimei)」將對全國的研究人員開放使用。

「晴明」口徑3.8米，名字取自據傳曾在天文台附近觀測天體的平安時代陰陽師安倍晴明。該望遠鏡能以可視光和紅外線兩種方法進行觀測，採用輕量化設計，可迅速調整觀測方向，因此容易捕捉到天體爆炸等突發現象。

採用將若乾鏡片並置以彙集天體光亮的「分割鏡方式」也是「晴明」的一大特點，使用特殊的裝置可探測到因光線暗而難以看見的太陽系外行星。

——環球網