今日科技话题：4000米深海自持式剖面浮标海试成功、家庭社会地位影响儿童多动症发病率、首次实现陶瓷4D打印、解析金刚鹦鹉起源

▲图为“浮星”海试示意图。 天津大学供图

8月19日从天津大学获悉，天津大学青岛海洋工程研究院海洋浮标团队自主研制的大洋4000米深海自持式剖面浮标“浮星”海试成功。自7月28日在南海北部近4000米水域投放，截至8月8日收回，“浮星”连续工作十天以上，稳定运行26个剖面，最大下潜深度3550.3米，数据传输成功率达到99.9％，标志着我国在4000米深海自持式剖面浮标的实用化道路上迈出了关键一步。

据介绍，深海自持式剖面浮标随海流漂移，是一种易投弃、小型化、低成本的水下移动观测平台，可在任意海域内实现自适应配平、自动下潜、定深悬停和上浮等功能，根据搭载的传感器类型如CTD（温盐深）、溶解氧、ADCP（海流剖面仪）等，快速、准确、大范围收集全球海洋的海水剖面数据，它可带领我们进一步认识海洋并经略海洋，是海洋观测与探测的重要工具。

“浮星”由天津大学青岛海洋工程研究院李醒飞教授牵头负责实施，获得青岛海洋科学与技术试点国家实验室“问海计划”专项的支持。近年来，多个国家启动了新一轮深海大洋观测计划，向2000米以下的深海延拓，以占领新一轮深海竞争的制高点，但我国直至21世纪初才正式加入全球海洋观测网。本次海试的成功进一步验证了“浮星”在大洋4000米深海的浮力驱动、耐压设计、采集通讯等关键技术的可行性和设备的可靠性，也极大地推动了我国在4000米深海自持式剖面浮标的实用化进程。

——《科技日报》

复旦大学研究人员发现，家庭社会经济地位与中国儿童及青少年多动症的流行率相关。相关论文日前刊登于《科学报告》杂志。

多动症是一种常见的儿童心理发育障碍，主要症状包括注意力不集中、多动和易冲动。复旦大学童连团队系统回顾了1980~2016年间开展的67项关于多动症流行情况的研究。该研究覆盖642266名中国儿童与青少年，其中内地227943名、香港3610名、台湾占410713名。

研究发现，中国儿童与青少年多动症的总体流行率为6.3%，其中内地、香港和台湾3个地区的发病率分别为6.5%、6.4%和4.2%。此外，多动症的发病率男生高于女生，分别为8.9%和4%；学龄期儿童与青少年高于学龄前儿童，分别为6.5%和5.5%。这表明性别及年龄和多动症的流行率相关。

此外，研究人员表示，农村地区被试儿童的多动症流行率高于城市地区的被试儿童。这与以往的研究结果相似，即相较于来自社会经济地位较高家庭的儿童，来自社会经济地位较低家庭的儿童更可能出现多动症。在控制不同研究的样本规模、研究设计和筛选/诊断标准等因素后，研究人员未发现中国内地、香港和台湾3地的流行率有显著差异。这意味着地域对于多动症的流行率影响有限。

过去针对全球多动症流行情况的系统性综述很少包括中国儿童青少年样本，而此次研究系统回顾了过去40年间中国不同地区儿童与青少年多动症流行情况，将有助于提高对我国和全球儿童青少年多动症患病率预估的准确性。

不过，研究人员表示，未来仍需要采用统一标准，开展大规模的筛查和诊断，才能更加准确地把握儿童与青少年多动症的患病率。

——《中国科学报》

近日发表在新一期美国《科学进展》杂志上的研究显示，中国香港城市大学吕坚教授研究组首次实现了陶瓷4D打印。这种新技术有望应用于太空探索、电子产品和航空发动机制造等领域。

4D打印，就是在3D打印基础上增加了时间维度。4D打印直接将设计内置到物料当中，让材料在设定的时间自动变形为所需要的形状，且可随时间变化。

与3D打印相比，4D打印对材料有更高要求。此前大多采用水凝胶等聚合物作为4D打印“墨水”，但水凝胶聚合物应用范围有限。陶瓷前驱体材料应用广泛，但较难发生自变形，限制了其在4D打印中的发展。

吕坚研究组的这种打印技术采用复合弹性体陶瓷材料，完成了从3D打印到结构可变形的过程，实现了陶瓷折纸结构的打印和4D陶瓷打印。

——新华网

▲镍掺杂二硫化锡纳米片与电还原二氧化碳性能  图片来源：合肥微尺度物质科学国家研究中心

日前从中国科学技术大学获悉，该校化学与材料科学学院和合肥微尺度物质科学国家研究中心曾杰教授课题组，利用不同镍含量掺杂的二硫化锡纳米片作为催化剂，实现高效电还原二氧化碳到甲酸和一氧化碳。这种镍掺杂的二硫化锡纳米片催化剂，在二氧化碳电还原反应中表现出高活性和高稳定性。该成果近日发表在《德国应用化学》杂志上。

在二氧化碳电还原反应中，二氧化碳分子的活化一直是二氧化碳电催化还原反应的研究难点。因为，在标准情况下，二氧化碳分子在水溶液中活化成二氧化碳阴离子所需的标准电极电势为相对标准氢-1.9。通常，二氧化碳分子的活化包含电子从催化剂转移到二氧化碳分子，而这一过程和催化剂的电子结构密切相关。因此，可以通过调节催化剂的电子结构从而实现二氧化碳分子的高效活化。

基于这样的理念，研究人员以两层原子厚的二硫化锡纳米片为基础，通过调节引入镍的含量，得到了不同镍掺杂的二硫化锡纳米片催化剂。合适镍含量的二硫化锡纳米片催化剂实现了对二氧化碳分子的高效活化，从而增强二氧化碳电催化还原反应性能。在二氧化碳电催化还原反应中，5％镍掺杂的二硫化锡纳米片在-0.9标准氢电位的电压下，二氧化碳还原成有效碳产物的法拉第效率高达93％。

该项工作不仅制备了高效的镍掺杂二硫化锡纳米片作为二氧化碳电还原催化剂，也为合理设计电催化剂提供了方法。

——《科技日报》

▲图片来源：TIM FITZHARRIS

绯红金刚鹦鹉能飞越墨西哥热带地区、中美洲和亚马逊流域。但是它们的骨骼为何会出现在美国西南部沙漠的考古遗址中？那里至少在其生活区域以北2000公里，并且属于一个完全不同的生态系统。

为破解这一谜题，研究人员对14只金刚鹦鹉的完整线粒体基因组（在细胞能量工厂中发现并且只能从母系一方被遗传的DNA）进行了测序。这些鹦鹉曾生活在新墨西哥州查科峡谷和明布雷斯地区的5个考古遗址内。公元900年~1200年，人们在那里种植庄稼、进行贸易并且建造了城市。研究发现，71%的金刚鹦鹉拥有完全相同的线粒体基因组，其他的仅略有不同。这使其全部成为一个单一种群，即单倍群的成员。该团队在日前出版的美国《国家科学院院刊》上报告了这一发现。

这个单倍群似乎在金刚鹦鹉的野生种群中相对罕见。在研究人员测试的来自热带地区的84个绯红金刚鹦鹉博物馆样本中，只有3个属于它。因此，很有可能美国西南部的金刚鹦鹉均是一个从野外捕获的极小雌性种群的后代，甚至仅仅是一只雌性鹦鹉的后代。

这表明，西南部金刚鹦鹉出生在出于宗教和仪式目的向当地供应羽毛和鸟类的饲养中心，而非被单独捕获并且远距离运输至此。虽然考古学家知道附近仅有一个金刚鹦鹉饲养中心——位于墨西哥北部奇瓦瓦州的沙漠中，但它存在于公元1250年~1450年，而大多数鹦鹉生活的年代要早于这个时间。因此，这些金刚鹦鹉在哪里出生和长大仍是个谜。

——《中国科学报》

近日，中国科学院武汉病毒研究所研究员危宏平团队联合武汉大学口腔医院教授李宇红团队研究发现，噬菌体裂解酶能杀灭导致龋齿的细菌，而对常见的口腔共生菌无害，并通过大鼠龋齿模型实验证实能显著降低龋齿程度。

龋齿俗称蛀牙或虫牙，是牙齿被龋坏逐渐形成龋洞的口腔疾病，是导致脱牙的主要原因，包括龋齿在内的口腔疾病对我们的生活质量有很大影响。危宏平介绍，龋齿的产生主要是细菌长时间和食物相互作用导致，主要龋齿菌有变形链球菌和茸毛链球菌等。

这一研究是在之前发现噬菌体裂解酶具有广谱杀变形链球菌的基础上，进一步测试了对口腔其他龋齿菌和常见口腔共生细菌的杀灭效果，结果表明噬菌体裂解酶对常见的龋齿菌变形链球菌和茸毛链球菌以及相关生物膜都有杀菌效果，而对血链球菌、口腔链球菌和唾液链球菌等口腔共生菌几乎没有杀灭效果。

“噬菌体裂解酶只杀龋齿细菌等致病菌，可以在5分钟内将细菌杀死，而对共生细菌没有作用，这对于维持口腔细菌的生态平衡从而更好保持口腔健康具有重要意义。”危宏平解释。

研究发现，噬菌体裂解酶还能杀灭导致根尖周牙髓感染的粪肠球菌和消除生物膜。相关研究成果近期在线发表于世界病毒学权威期刊《病毒》，这一研究意味着噬菌体裂解酶在龋齿等口腔疾病预防治疗中具有较好前景，有可能为预防龋齿等口腔疾病提供新的药物和护齿产品。

——新华社