病毒，特別是RNA病毒，如新冠病毒，通過積累新的突變不斷進化。其中一些突變對病毒更有利，能夠幫助變異體逃避宿主免疫系統(tǒng)并迅速傳播。從理論上講，如果科學(xué)家能夠預(yù)測病毒未來的進化路徑，就可以提前設(shè)計疫苗和抗病毒療法。

　　目前，人工智能（AI）工具能夠預(yù)測哪些單一突變會使病毒更具優(yōu)勢，以及哪些變異體可能在短期內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，這些工具尚無法預(yù)測長期內(nèi)病毒可能經(jīng)歷的復(fù)雜突變組合。

　　過去，研究人員通過實驗室實驗識別出具有增強特性的病毒變體，但這些實驗耗時且費力。近年來，AI驅(qū)動的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測工具為這一領(lǐng)域注入了新動力。例如，DeepMind開發(fā)的AlphaFold和Meta推出的ESM-2以及ESMFold，都展現(xiàn)了技術(shù)突破。

　　AI模型需要大量數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)病毒進化預(yù)測。得益于新冠疫情期間的廣泛基因測序，研究人員目前擁有近1700萬個基因序列作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

　　盡管如此，免疫學(xué)家指出，要顯著提高AI模型的預(yù)測能力，可能需要超過五年的病毒進化數(shù)據(jù)。此外，目前的大多數(shù)AI模型仍主要關(guān)注單一突變的影響，而病毒的進化空間幾乎是無限的。例如，當(dāng)奧密克戎變種出現(xiàn)時，它攜帶了50多個突變，其中許多是研究人員此前未曾預(yù)料到的。

　　近期，美國公共衛(wèi)生局局長在一份報告中詳細討論了飲酒與癌癥風(fēng)險之間的聯(lián)系，這一信息令許多人感到意外。

　　1988年，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)首次將酒精飲料列為致癌物。這一決定基于研究發(fā)現(xiàn)，飲酒與七種癌癥之間存在關(guān)聯(lián)：口腔癌、咽癌、喉癌、食道癌、乳腺癌、肝癌和結(jié)腸直腸癌。這些研究主要依賴觀察性數(shù)據(jù)，通過分析現(xiàn)實環(huán)境中的人群行為得出結(jié)論。

　　一些研究進一步估算了飲酒相關(guān)癌癥的發(fā)病率。例如，2024年《CA：臨床醫(yī)生癌癥雜志》的一項報告指出，2019年美國因酒精導(dǎo)致的癌癥病例約為5.4萬例女性和4.2萬例男性。

　　在全球范圍內(nèi)，《柳葉刀腫瘤學(xué)》2021年的一項研究顯示，2020年新增癌癥病例中約74.1萬例（占4%）與酒精相關(guān)。這些病例主要是食道癌、肝癌和乳腺癌，且大多數(shù)與每天飲用兩杯或以上酒精飲品有關(guān)。

　　另一項結(jié)合572項研究和超過48.6萬例癌癥病例的分析發(fā)現(xiàn)，酗酒顯著增加患癌風(fēng)險。

　　目前的理論指出，酒精在酶的作用下分解為乙醛，這是一種會破壞DNA的化學(xué)物質(zhì)，從而引發(fā)不受控制的細胞生長。此外，分解過程中還會產(chǎn)生活性氧分子，這些分子會引起炎癥并進一步損害DNA。

　　研究還表明，飲酒可能導(dǎo)致雌激素水平升高，從而增加乳腺癌風(fēng)險。這些機制共同解釋了飲酒與癌癥之間的緊密關(guān)聯(lián)。

　　美國普林斯頓大學(xué)和亞利桑那大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種模擬程序，繪制出覆蓋整個大陸的地下水流動圖。

　　這項研究的成果最近發(fā)表在《自然水》（Nature Water）雜志上，模擬結(jié)果表明，降雨和融雪進入地下后的流動距離比以往認知的遠得多。研究顯示，溪流和河流中超過一半的水來自深層含水層，這一發(fā)現(xiàn)對污染追蹤和預(yù)測氣候變化對地下水的影響具有重要意義。

　　研究人員通過高分辨率水文模擬跟蹤了地下水在北美大陸（包括部分加拿大和墨西哥）內(nèi)的流動路徑，并測量了地下水在到達河流之前的行進距離和深度。結(jié)果顯示，地下水在以河流形式排放到地表前，可能已在地下流動了數(shù)百公里。例如，在美國中西部地區(qū)，尤其是山脈與平原交界處，地下水流動的距離尤為長。沿著落基山脈底部的一條地下水流，最長跨越了238公里。

　　研究還發(fā)現(xiàn)，美國幾乎90%的流域都從鄰近地區(qū)獲取水源并將其傳遞給其他地區(qū)，展示了地下水系統(tǒng)的高度連接性。

　　這一發(fā)現(xiàn)具有深遠的意義。雖然地下水不可見，但它占據(jù)了世界未凍淡水資源的99%，并為全球60%的農(nóng)業(yè)灌溉提供支持。然而，地下水正在以驚人的速度消耗，而其復(fù)雜的流動模式長期以來難以建模。該研究為追蹤這一重要資源的動態(tài)變化以及評估石油和天然氣泄漏的深遠影響提供了新的機會。

　　鋰和鈷等金屬是當(dāng)前電池制造的核心材料，但它們需要大量侵入式采礦。隨著越來越多的設(shè)備依賴基于電池的儲能系統(tǒng)，開發(fā)擺脫金屬依賴的替代方案成為綠色能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

　　氧化還原液流電池正成為一種備受關(guān)注的解決方案。與傳統(tǒng)鋰電池不同，氧化還原液流電池通過電解質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)存儲能量，而非儲存在固態(tài)電極中。盡管在能量存儲效率方面稍顯不足，這種電池在電網(wǎng)規(guī)模的儲能應(yīng)用中卻更具潛力。

　　與此同時，每年工業(yè)合成過程會產(chǎn)生數(shù)千噸被稱為三苯基氧化膦（TPPO）的副產(chǎn)品。TPPO往往被視為無用廢料，需要精心處理以避免污染。然而，最近發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會雜志》（Journal of the American Chemical Society）上的一項研究指出，科學(xué)家通過“一鍋法”反應(yīng)將TPPO轉(zhuǎn)化為具有高儲能潛力的材料，為基于廢料驅(qū)動的有機氧化還原液流電池鋪平了道路。

　　研究團隊指出，TPPO驅(qū)動的液流電池不僅使用有機分子，還能夠?qū)崿F(xiàn)接近金屬基電池的高能量密度，同時保持高穩(wěn)定性。傳統(tǒng)上，這兩者的兼得極為困難。因此，能用工業(yè)廢料開發(fā)出這種材料，令人振奮。

　　為了驗證TPPO的儲能性能，研究人員進行了多輪靜態(tài)電化學(xué)充放電實驗，模擬電池反復(fù)使用的過程。結(jié)果顯示，經(jīng)過350次循環(huán)后，電池仍保持了良好的健康狀態(tài)，容量損失可忽略不計。

　　這項研究首次將磷化氫氧化物——一種常見于有機化學(xué)中的官能團——應(yīng)用于電池研究。傳統(tǒng)上，氧化膦還原產(chǎn)物的穩(wěn)定性較差，但通過分子工程方法，研究團隊成功解決了這一問題，為其在儲能領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用開辟了新路徑。

　　NISAR是美國宇航局（NASA）和印度空間研究組織（ISRO）聯(lián)合開發(fā)的一顆即將發(fā)射的雷達衛(wèi)星。這是第一顆配備獨特雙頻雷達技術(shù)的同類衛(wèi)星，將捕捉地球表面從森林生長到冰川運動等細微變化，為科學(xué)研究、災(zāi)害應(yīng)對和環(huán)境監(jiān)測提供前所未有的詳細數(shù)據(jù)。

　　NISAR的設(shè)計特點是同時搭載兩種雷達系統(tǒng)——波長為10英寸（25厘米）的L 波段雷達和波長為4英寸（10厘米）的S 波段雷達。

　　微波是否會被物體反射或穿透取決于其波長。較短的波長對樹葉和粗糙表面等較小特征更為敏感，而較長波長則能捕捉巨石和樹干等較大結(jié)構(gòu)。因此，NISAR 的雙頻雷達技術(shù)可以分別識別和分析不同尺度的地表特征。通過結(jié)合兩種波長的敏感性，研究人員能夠比單一雷達系統(tǒng)更深入地研究地球表面的多種特征。

　　一項新研究揭示了一種通過鉑表面分子修飾，將二氧化碳（CO2）轉(zhuǎn)化為高價值化學(xué)資源的創(chuàng)新方法。

　　“新手如何快速上手九游娛樂？”

　　銅基（Cu）材料以其在 CO2還原反應(yīng)（CO2RR）中高效生成碳氫化合物的能力而聞名，但其在酸性環(huán)境下的穩(wěn)定性仍有待提升。相比之下，金屬鉑（Pt）在酸性和堿性條件下都表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。然而，鉑的高析氫反應(yīng)（HER）活性會干擾其在 CO2RR 應(yīng)用中的效果。

　　為了解決這一難題，研究人員探索了一種通過金屬摻雜分子形成復(fù)合材料的策略。這些修飾的分子不僅能夠穩(wěn)固存在于金屬界面上，還可優(yōu)化活性位點與反應(yīng)物的相互作用，增強催化性能。

　　深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院的研究團隊開發(fā)了一種分子摻雜策略，將大量硫氨酸（Th）分子嵌入鉑納米晶體表面，形成了一種被稱為 PtNPs@Th 的催化劑。硫氨酸分子牢固附著在鉑表面，顯著調(diào)整了鉑的催化活性。這種修飾顯著抑制了鉑的傳統(tǒng) HER 活性，同時大幅提高了其在強酸性（pH = 1）和弱酸性（pH = 4.2）條件下的 CO2RR 性能。

　　特別值得注意的是，得益于鉑的強耐腐蝕性，PtNPs@Th 催化劑在酸性介質(zhì)中能夠保持超過100小時的催化穩(wěn)定性。結(jié)合理論計算和原位表征，研究證實硫氨酸分子與鉑之間的協(xié)同作用促進了 CO2RR 生成 CH4的效率。

　　這一研究成果為分子修飾反應(yīng)界面在電催化領(lǐng)域的多種應(yīng)用提供了新方向。（劉春）