今日科技话题：“大洋一号”船、 “向阳红10”船凯旋、“天河工程”卫星及火箭研制项目启动、有机太阳能电池转化光电率最高纪录

从自然资源部获悉，当地时间8月12日17时，在先后成功突围“云雀”“珊珊”“魔羯”3个台风后，正在执行中国大洋48航次科考的“大洋一号”船抵达西北太平洋海山区，比预期时间晚了3天时间。其后，“大洋一号”将在工作区开展海山区资源与环境综合调查等。

中国大洋48航次首席科学家李怀明说，中国大洋48航次的重点任务是履行中国与国际海底管理局签署的富钴结壳资源勘探合同，开展合同区及其邻近区域的环境基线和生物多样性调查，并兼顾“海龙三号”“海龙11000”等装备的试验与应用。

西北太平洋海山区面积约为130多万平方公里，是全球海山分布最密集的区域，这一区域生物资源丰富，生态系统多样，也是全球富钴结壳资源最具潜力的区域，具有重要的科研和开发价值。

自然资源部第二海洋研究所张东声博士说，近几年，中国在西北太平洋海山区的调查表明，该海区生物种类丰富、多样性极高，仅在一座海山就发现巨型底栖生物60多种，而该海区有数百座海山，仍然有大量未知深海生物等待去探索。因此亟需进一步开展生物多样性和生态系统调查，为海山区富钴结壳资源开发、生态系统保护与管理提供科学依据。

据介绍，本航次将在西北太平洋海山区开展系统的生物环境调查，通过使用大型生物诱捕系统、底栖生物拖网等多种调查手段采集生物、海水和沉积物等不同类型的样品和环境数据，拓展对西北太平洋海山区水体和海底生物群落环境的认识。

经自然资源部批准，“大洋一号”科考船2018年7月31日从青岛起航，前往西北太平洋海域执行中国大洋第48航次科学考察任务。该航次计划航程约6700海里，共100天。

——中国新闻网

8月13日，“向阳红10”科考船在完成中国大洋49航次任务后返回舟山。

本航次由自然资源部所属第二海洋研究所组织实施，2017年12月6日从舟山起航，历时250天，航程29821海里，分5个航段执行，主要作业区域在印度洋。

本航次在西南印度洋多金属硫化物合同区发现3处矿化区、2处矿化异常区和9处异常区，深化了对合同区多金属硫化物分布控制机制、成矿规律及资源评价的认识；在西北印度洋卡尔斯伯格洋中脊新发现3个热液系统，使得我国在该区域发现的热液系统数量增至9个；首次在印度洋开展微塑料污染、缺氧和海洋酸化调查；开展90度海岭、海气通量和洋中脊深部构造调查研究。

我国自主研发的“潜龙二号”自主水下机器人在该航次中开发了两项新技能，即无母船值守作业和多探测传感器模块化搭载作业，显著提高了作业效率。

——《中国科学报》

日前，在2018年对口支援青海大学工作会议暨“天河工程”卫星及火箭研制启动会上，中国科学院院士、青海大学校长王光谦与中国航天科技集团公司第八院院长代守仑代表校企双方签署“天河一号”卫星及配套运载火箭研制合同，并宣读《青海省人民政府关于明确“天河一号”卫星用户使用要求的函》。

“‘天河工程’卫星及火箭的研制将大力推动空间技术的运用、新时代空间科学的发展，中国航天科技集团将严格按照合同约定，积极配合、大力协同，顺利完成相关研制任务，助推‘天河工程’项目早日造福人类，助推青海省经济社会发展。”中国航天科技集团有限公司董事长、党组书记吴燕生说。

“天河工程”是由中国科学院院士、青海大学校长王光谦为首的专业团队提出的我国南水北调西段工程中的科学实验项目。

——《科技日报》

8月11日，从南开大学获悉，该校教授陈永胜领衔的团队在有机太阳能电池领域研究中获突破性进展。他们设计和制备的具有高效、宽光谱吸收特性的叠层有机太阳能电池材料和器件，实现了17.3%的光电转化效率，刷新了目前文献报道的有机/高分子太阳能电池光电转化效率的世界最高纪录。这一最新成果让有机太阳能电池距离产业化更近一步。介绍该项研究成果的论文已在线发表于《科学》杂志。

近年来，虽然有机太阳能电池研究获得了迅猛发展，实现了14%至15%的光电转化效率，但仍远远落后于其他主要以无机材料（如硅）为主的太阳能电池转化效率。“主要原因在于，有机高分子材料本身较低的载流子迁移率限制了活性层厚度，因此太阳光不能够获得充分和有效的利用。”陈永胜介绍说，叠层太阳能电池不仅可以克服上述难题，还可以充分发挥有机和高分子材料结构和性质优良的可调性特征，通过叠层电池中前后电池里活性材料互补的光吸收，更有效地利用太阳光，从而实现更高的能量转换效率。

陈永胜团队与中科院国家纳米科学中心教授丁黎明、华南理工大学教授叶轩立研究团队合作，首先利用半经验模型，从理论上预测了有机太阳能电池实际可以达到的最高效率和理想活性层材料的参数要求。在此基础上，他们通过选择采用适合的活性层材料，用成本低廉与工业化生产兼容的溶液加工方法制备得到了高效的有机太阳能垫层器件，获得17.3%的验证效率。

据该团队研究人员介绍，依据该工作提出的模型和设计原理，结合有机高分子材料结构的多样性和可调性，通过对材料和器件的进一步优化，非常有望获得和无机材料类似的能量转化效率，从而为有机太阳能电池的产业化提供有力技术支撑。“依据我们提出的半经验模型预测，有机太阳能电池（垫层）的最高转化效率理论上可以达到20%以上。本次工作中，我们同时也对电池的寿命进行了初步试验，发现166天实验后电池效率仅降低4%。未来，我们将继续设计新的材料，在进一步提高能量转化效率的同时，针对电池寿命问题进行系统的实验，争取让有机太阳能电池早日从实验室走向实际应用。”陈永胜说。

——《光明日报》

我国科学家的一项最新研究表明，南方冷水鱼类已在种群层面对高温胁迫作出应答反应。这一研究成果警示，南方冷水鱼类受未来全球气候变化影响更大，需要加强保护。

记者12日从中国科学院水生生物研究所获悉，该所鱼类行为与进化学科组采用临界温度法研究了尖头鱥不同地理种群的耐热能力差异。他们利用转录组测序技术，分析了高温胁迫下不同地理种群间的基因表达差异，从而初步解析了尖头鱥不同地理种群对温度适应的分子机制。

据介绍，根据鱼类对水温的不同要求，可以将其分为温水鱼类和冷水鱼类。而尖头鱥是一种典型的冷水性鲤科鱼类，分布范围广，分布区温度跨度大，是研究冷水性物种温度适应机制的良好材料。

中科院水生所学科组的研究结果表明，北方种群（辽宁盖州）的最大临界温度大于南方种群（浙江杭州），而最小临界温度却小于南方种群，因此，北方种群比南方种群具有更宽的温度耐受范围，说明北方种群具有更强的温度适应能力。同时，在高温胁迫条件（29℃）下，北方种群比南方种群具有更多的差异表达基因，这与北方种群具有更强的温度适应能力相符合。而同样条件下，南方种群的部分热应答基因（如热休克蛋白基因等）在对照组（19℃）条件下已经具有较高水平的表达，推测这是南方种群对其生存环境较高水温的应答反应。

中科院水生所鱼类行为与进化学科组相关负责人说，该研究为鱼类的温度适应机制研究提供了资料，同时为预测全球气候变化对鱼类可能产生的影响提供了参考。

据悉，该研究得到了中科院战略性科技先导培育专项和国家自然科学基金的资助。相关论文已在线发表于国际期刊《科学报告》。

——新华网

天津大学今天介绍，该校最近获国家发改委批准立项，将牵头建设世界上最大的地震工程模拟研究设施，总投资预计超过15亿元人民币。这是继贵州“中国天眼”、广东散裂中子源、上海光源等之后的又一国家大科学装置，也是地震工程领域唯一的一个。该设施建成后，将有利于国家实现从“减少地震灾害损失”向“减轻地震灾害风险”的转变，全面提升抵御自然灾害的综合防范能力。

该项目首席科学家、中国工程院院士、天津大学校长钟登华说，项目建设周期为5年，主要包括地震工程模拟试验系统、高性能计算与智能仿真系统、试验配套与共享系统等三大系统，涉及水利工程、土木工程、船舶与海洋工程、力学、控制科学与工程、机械工程、精密仪器科学、计算机科学、材料科学与工程、防灾安全等众多学科领域。

随着社会发展，跨海大桥、大型水利水电工程、超长隧道、海底管线、海上风电、海上平台、大型核电等重大工程越来越多，这些工程的抗震安全对大型地震工程模拟研究设施提出了迫切需求，这是该项目获准建设的重要背景。中国工程院院士、中国地震局工程力学研究所名誉所长谢礼立指出，工程结构的失效和倒塌是造成地震中人员伤亡、财产损失的最重要原因，搞清工程结构的抗震薄弱环节，提升其抵御地震破坏的能力是最根本措施。

钟登华告诉记者，天津大学校内将建设大型的“地震模拟振动台”。地震模拟振动台是开展抗震模拟研究的有效试验平台。目前国内外已有的地震模拟振动台或规模较小，或实验功能单一，不能同时模拟地震与其他多种灾害荷载的作用。天大将建设尺寸和载重量更大的地震模拟振动台，以及能同时模拟地震与水下波流耦合作用的振动台台阵试验装置，可以模拟最高设防烈度地震。

——《中国青年报》