据美国物理学家组织网9月26日报道,美国范德堡大学化学家开发出一种先进方法,能迅速精确地描绘出雅努斯(Janus)纳米粒子的化学属性,为评价其应用效果、改进制备方法提供了有效工具。发表在本月德国《应用化学》杂志上的研究论文对雅努斯纳米粒子在应用方面的主要障碍进行了分析。

Janus本意为古罗马的“双面神”,法国物理学家德热纳(De Gennes)在1991年诺贝尔奖颁奖大会上首次用它来描述一类由两半球面组成且具有两种截然不同化学性质的粒子。两面性让这种粒子能形成特殊结构,合成新型材料,比单一性质的纳米粒子拥有更多潜能,因而在药物递送、生物传感、太阳能电池、工业催化剂以及视频播放器等领域具有广泛应用前景。比如,它的一面可以结合药物分子,而另一面黏附连接分子与标靶细胞结合。当它的两个面是完整分开的两个半球时,这种优势更加明显。

雅努斯粒子越小,就越难绘制出它们的表面结构,不但给制备带来了很大困难,也很难评价它们在各种应用中的效果。对较大的纳米粒子而言(约10纳米),可以用扫描电子显微镜来绘制它们的表面结构,帮助生产出两面完整分开的雅努斯粒子。但如果粒子小于10纳米,这种方法就会失效。而仅几个纳米大小的雅努斯粒子和单个蛋白质相仿,是最有潜力的药物递送工具。

在此项研究中,范德堡大学副教授大卫·克利菲尔等人采用了能同时识别上千种单个纳米粒子的离子迁移质谱仪。他们将两种不同的化合物涂在一些金纳米粒子表面,然后把这些纳米粒子分裂成由4个金原子组成的原子团,再让这些碎片通过离子迁移质谱仪。两个涂层的分子仍黏附在原子团上,由此,通过分析最后的图样,研究人员能对这些纳米粒子进行识别,区分开哪些粒子的双涂层完整分开,哪些粒子的双涂层随机混合,哪些的分开程度中等。

克利菲尔说:“目前除了用X射线晶体摄影术,还没有其他方法可以分析这种级别的纳米粒子。但X射线晶体摄影非常困难,要花几个月才能获得一个结构图。”另一位研究人员约翰·麦卡林也指出,离子迁移质谱仪在精确性方面虽然比不上X射线晶体摄影术,但非常实用,几秒钟内就能获得纳米粒子的结构信息。

 

 

据美国物理学家组织网9月28日(北京时间)报道,美国国防部高级研究计划局(DARPA)几年前邀请研究人员研制不需要电的秘密信息编码方式,最近,美国塔夫茨大学的科学家们开发出了一种有生命的密码:利用细菌菌株来传递机密信息。除了用于谍报活动外,这项技术还可以让企业给农作物或其他有生命的物体进行身份编码,以防假冒。该研究的领导者曼纽尔·帕拉西奥斯和戴维·华特将研究发表在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。

科学家们表示,这个名为微生物印刷阵列密写(SPAM)的过程非常简单:首先培育出7种不同的大肠杆菌菌株,让其在不同颜色的紫外线下生长;接着用不同的颜色配对代表不同字母和字符的方式,设计出了一个简单的编码方案,7种颜色有49种组合,可用来给26个字母和23个符号编码;随后再将细菌铺展到琼脂(用作细菌食物的一种凝胶状物质)平板上,细菌在此会长成不同的颜色,以代表不同的字母和符号;接下来,将看起来像纸一样的硝化纤维素物质按压在该琼脂平板上,使细菌压印进硝化纤维物内,待硝化纤维物质变干后,着色属性会消失,便将其装入信封中。过一段时间之后,再将该硝化纤维物按压在另一块琼脂板上,细菌会重新长出其颜色,以此显示出被编码的信息。

研究人员称,尽管这一过程非常简单,但迄今没有人想到。相比较而言,将信息整合入DNA(脱氧核糖核酸)中等其他编码方式,更复杂且更昂贵。

当然,最新方法也有不足之处,那就是,如果拦截该信息的人知道这是使用细菌编码的信息,那么要想解码信息并非难事。为此,科学家们朝这些细菌的耐抗生素基因中添加了荧光,如此一来,只有在一定条件下(比如引入氨必西林)才能看到信息。因此,潜在的信息拦截者不仅需要知道发送信息的人使用了何种编码方式,同时也必须知道使用了何种抗体,二者缺一不可,才能正确地解码信息。信息制造者甚至能用错误的抗体为信息拦截者编写错误的信息以混淆视听。

研究人员也表示,为了增加保密性,可将其他因素整合入编码过程中,诸如设置细菌在特定时间生长或者在特定时间死亡,以使信息无法持续很长时间等。除了用于谍报活动外,最新技术还可以让企业给农作物或其他有生命的物品打上水印,以防假冒。

 

 

 
英国曼彻斯特大学的天文学家新发现的一个星云,形似煎鸡蛋。天文学家说,距地球1.3万光年之外的这个“煎蛋星云”非常巨大。
 
曼彻斯特大学9月28日发表新闻公告说,该校天文学家和同事利用欧洲南方天文台的甚大天文望远镜,拍摄到了这颗编号为IRAS 17163-3907的星球及其周边星云的清晰照片。
 
照片显示,这颗星球周边有一圈环绕的星云,其比例大小看起来很像煎鸡蛋,位于中间的星球是“蛋黄”,而周边的星云是“蛋白”。因此,研究人员在新一期《天文和天体物理学》杂志上发表本次观测报告时,就将它形象地称为“煎蛋星云”。
 
这个“煎蛋”可以说是超级巨大,因为居中的星球是一颗黄色的“特超巨星”,直径约是太阳的一千倍。由它喷出的物质形成的星云,半径是地球和太阳之间距离的一万倍。如果把这个“煎蛋星云”放到太阳系的中心位置,地球会深埋在“蛋黄”之中,木星才刚到“蛋黄”表面,而“蛋白”几乎可以覆盖整个太阳系。
 
据介绍,这颗星球虽然巨大,但由于距地球遥远,它发出的光抵达地球后在可见光区已并不强,过去也没有引起太多注意。本次研究人员用甚大天文望远镜中的红外相机对其拍照,才得出了迄今最清楚的“煎蛋星云”照片。
 
研究人员阿尔伯特·泽尔斯特拉说,现在观测到的是一个难得的景象,因为这颗特超巨星正在喷发其外层物质,即将演化成一次超新星爆发。通常,比太阳质量大十倍的恒星在燃烧完氢元素之后会成为红巨星,其中某些星球又会随后变成这种特超巨星,再经过一些演化后,其生命将于超新星爆发中结束。
 
 
 

袁隆平接受专访时重申:超级稻绝对不含转基因。图为袁隆平在察看超级稻的长势。 新华社发

昨日(9月28日)上午,“杂交水稻之父”袁隆平接受了南方日报记者专访,就公众关心的转基因食品、耕地保护、粮食安全以及超级稻在全世界的推广等问题进行了阐释。
 
水稻不打农药不能存活
 
南方日报:亩产900公斤的超级稻是否含转基因?
 
袁隆平:我们的超级稻绝对不含转基因。目前转基因有抗虫抗病的,来自细菌,叫做“毒蛋白基因”,人吃了会怎么样?又不能由人试吃,只能用小白鼠来做实验,但人是人,小白鼠是小白鼠。大家对“抗病抗虫的转基因农作物能不能吃”存有疑问,完全可以理解,国家也很慎重。单从过去的实验来看,是没有问题的。我愿意为科学献身,吃吃那个转基因大米,证明没有问题。我也号召年轻人试吃,证明对下一代也没有影响。
 
但是,转基因也不能一概而论,不全是抗病虫害的。有的转基因只是为提高产量的。比如我们正在研究的、把玉米这种高光效植物的碳4基因,转到属于碳3植物的水稻上来,提高光和作用效率。按光合作用进行途径的不同,碳4比碳3光合效率高30%—35%。玉米本来可以吃,这种转基因就不会存在什么问题。
 
南方日报:此前您介绍,超级稻亩产超900公斤,专用肥功不可没,超级稻专用肥和平常的肥料有何区别?
 
袁隆平:超级肥有纳米技术在里面,肥料的利用率高一些,被植物吸收的多一些。一般的肥料,如氮肥,利用率只有30%。超级肥可以达到50%左右,关键是在这里。
 
南方日报:目前,现代农业推广大面积使用农药受到质疑,怎么看这种现象?
 
袁隆平:一般来说,水稻是病虫最多的一种植物,病虫多了就只有打药,目前还没有别的办法。现在尽量在研发一些抗虫的品种,这可能是最好的办法。但有时虫灾是很厉害的,也还没有抗这类虫灾的品种,不打药,水稻就没法生存了,怎么办?只说能尽量少打药,打低浓度的农药。
 
南方日报:施用农药、农肥与发展绿色食品怎么权衡?
 
袁隆平:这种说法是很片面的。有的人说有机食品不施化肥,不施化肥产量是上不去的。应该是有机跟化肥结合起来,化肥是19世纪一大突破,光靠农家肥产量是上不去的,真正的有机产品产量都上不去。
 
化肥并不污染环境,并不有害健康。它只有营养氮、磷、钾,跟人需要的淀粉、脂肪、蛋白质这三要素是吻合的。
 
政府高价收粮食提高农民积极性
 
南方日报:“Y两优2号”亩产超900公斤,是什么原因?其他杂交水稻品种是否也有可能达到亩产900公斤?
 
袁隆平:超级稻高产概括起来主要有三点——良种、良法和良田,必须配套。良法是手段,良田是基础,品种是核心。此次亩产突破900公斤,农业部承认良种是最重要的,第三期攻关是以种为先,但其他品种也有可能达到900公斤。
 
目前,“Y两优2号”贵州有地方达到970公斤,云南条件得天独厚,“Y两优2号”在那边产量达到1215公斤。贵州、云南条件特殊:低纬度、高海拔,昼夜温差大,容易灌浆;再有生长期特别长,在湖南一百三四十天,在那里生产期是一百六七十天。生长期长的话,积累的干物质就多。此外,病虫灾害也较少。
 
南方日报:那国家为什么不在云贵组织验收呢?
 
袁隆平:那是特殊情况和特殊条件,只能在那边才能达到,就那么一点地方,像云南只有金沙水那300多亩田有条件达到。
 
南方日报:“Y两优2号”从实验推广到全国还需要多久?
 
袁隆平:新品种的推广,首先要通过省里品种联会审定才可以推广,“Y两优2号”现在已经通过湖南省级的审定,下一步是通过国家的审定,之后就可以向全国推广。我估计,今年生产种子,明年种植面积可以达到50万亩。
 
南方日报:中国杂交水稻在世界推广情况如何?
 
袁隆平:去年我们杂交水稻在全世界的耕种数已经有5000多万亩了,今年大概可以到6000多万亩。耕种地区主要是在印度、越南、菲律宾、孟加拉还有美国。
 
美国现在已经有600万亩杂交水稻田,占了1800万亩耕地的1/3。去年美国给了我们350万美元的分成费,今年大约有400万美元。
 
南方日报:现在政府积极鼓励种植双季稻,但农户对双季稻种植的积极性并不高,问题的症结在哪里?
 
袁隆平:政府建议种植双季稻,但农民不太愿意。双季稻效益不高,劳动强度大。目前早稻亩产不到400公斤,晚稻亩产大约是450公斤。两季加起来大概是七八百公斤,现在高产品种的单季稻亩产也差不多可以达到800公斤,农户还是愿意种一季稻,简单一点。
 
有两个解决办法,我们现在搞超级早稻、超级晚稻,把产量进一步提高。早稻争取在500公斤以上,晚稻大米搞到600公斤以上。我们现在的超级稻主要是一季度的超级稻,早晚稻的比较少。另一个办法就是我早先提到的,政府高价收购粮食,提高农民积极性。
 
18亿亩耕地红线必须坚守
 
南方日报:现在水稻亩产已经突破900公斤,是不是意味着我国18亿亩耕地红线政策可以适度放宽?
 
袁隆平:18亿亩耕地红线必须坚守,不能放松。因为人口在增长,耕地不会增长,只有通过提高单产来满足人口增长的需要。虽然现在产量提高了,但人口也在增加,如果18亿亩耕地红线突破了,那就麻烦了,粮食供应跟不上去。所以不能说单产提高了,18亿亩耕地红线就可以突破,这是错误的想法。作为世界人口大国,中国的粮食储备最少要能维持100天,最好能够维持半年。
 
南方日报:虽然农业科技在进步,但农民收入却一直没有得到根本性提高,农产品价格也成为推动CPI高涨的原因,怎么看待这两者之间的矛盾?
 
袁隆平:中国的农民,特别是种粮的农民收益很低,积极性也不算太高,国家多次出台惠农、强农政策,但力度还是不够。这是什么道理呢?因为粮食不能够随便涨价。粮食是国家之基,它一涨,其他东西都要跟着涨。
 
但是,粮食不涨价,农民就没有种粮的积极性。我经常提一个建议:我们现在的惠农补贴是以田亩为单位来补,不管种的产量高低,就算不种田也一样补,这样就无法很好地调动农民生产的积极性。所以我建议,惠农补贴不要以田亩为单位,而要以产量为单位,政府以高价收购农民土地,然后再以平价卖给市场。这样既能控制粮价不涨,又能提高农民生产积极性,是最好的办法,我希望媒体多呼吁。
 
南方日报:还有其他的途径来提高农民种粮积极性吗?
 
袁隆平:湖南水稻产面积一直稳居全国第一,但是稻谷多了反而不值钱了。我昨天还跟别人提到,稻谷的副产品加工可以升值。把碎米糠加工成麦芽糖、葡萄糖,一下升值四五倍。还有用稻谷发电,两斤半稻谷可以发一度电,算起来可以替代多少万吨煤了。其实有很大的潜力可挖,通过稻谷的深加工,把产值提高。
 
 
 

今天(9月30日)16时09分,在北京航天飞行控制中心精确控制下,天宫一号成功实施第2次轨道控制,近地点高度由200公里抬升至约362公里,顺利进入在轨测试轨道。
 
这次轨道控制是在天宫一号飞行第13圈实施的。今天早些时候(1时58分),天宫一号飞行第4圈成功实施第一次轨道控制,其远地点高度由346公里抬升至355公里。经过两次轨道控制,天宫一号已从入轨时的椭圆轨道进入近圆轨道,为后续进入交会对接轨道奠定基础。
 
据北京航天飞行控制中心主任陈宏敏介绍,近地航天器发射后,受高层大气阻力的影响,其轨道高度会逐渐缓慢降低。通过此次轨道抬升,预计可使天宫一号在神舟八号发射时,轨道高度自然降至约343公里的交会对接轨道,从而尽量减少发动机开机,节省大量宝贵燃料。
 
进入在轨测试轨道后,地面人员将对天宫一号平台上交会对接机构等各分系统的基本功能和稳定性进行测试,还将利用搭载的有效载荷开展一系列空间科学试验活动。