今日科技话题：“海洋地质九号”满载而归、首个轨道角动量波导光子芯片问世、固态物质新结构、人类大脑纺锤形神经元

历时258天，总航程2.5万余海里，近日，凯旋的“海洋地质九号”抵达青岛奥帆中心码头。这艘刚满“一周岁”的调查船，一年时间里经受住了10多场台风的考验，带着我国东海、南海、黄海以及西太平洋海域7个航次的海上调查和科考成果满载而归。

“‘海洋地质九号’创造了海洋科考船从入列到生产力完全形成的新速度。”自然资源部中国地质调查局副局长李金发介绍，“海洋地质九号”隶属自然资源部中国地质调查局，2017年12月28日交付入列，2018年5月首航远赴西太平洋，2018年12月7日完成首年调查科考任务凯旋。

李金发说，海洋调查船整体水平已成为国家科技实力的重要象征。“海洋地质九号”肩负着引领深海探测国际科学前沿的目标，具备专业地震测量与综合地质地球物理调查能力。他说：“除了开展二维多道地震采集作业，还可以进行多波束、侧扫声呐、浅地层剖面、海洋重力、海洋磁力等常规物探调查作业和地质取样。”

——人民网

据美国《物理评论快报》网站近日报道，上海交通大学金贤敏团队研制出了全球首个轨道角动量（OAM）波导光子芯片。这是首次在光芯片内制备出可携带光子OAM自由度的光波导，并实现光子OAM在波导内高效和高保真地传输。最新研究作为亮点文章在网站首页被重点推荐，有望在光通信和量子计算等领域“大显身手”。

在最新研究中，金贤敏团队通过飞秒激光直写技术，制备了首个波导横截面为“甜甜圈”型的三维集成OAM波导光子芯片。通过测量从芯片出来的扭曲光与参考光的干涉，以及对芯片前后的态进行投影测量，实验证实，此波导可高效高保真地传输低阶OAM模式，传输总效率达60%；且该波导会将高阶模式转化为低阶模式。此外，该波导也可高保真地传输三比特的“高维量子比特（qutrit）”态，超越传统两比特的“量子比特（qubit）”态，表明此波导有潜力用于高维量子态的传输与操控。

金贤敏希望该芯片首先能用于高通量光通信领域；而英国圣安德鲁斯大学光操控专家基山·多拉基亚认为，新芯片有望为量子光学和成像等领域开辟新天地。据悉，该团队已为该波导芯片向国家知识产权局申请了发明专利。

——《科技日报》

中国科学院金属研究所研究员陈春林与日本东京大学教授Yuichi Ikuhara、重庆大学副教授尹德强等人合作，在陶瓷材料中发现了区别于晶体、准晶体和非晶体的固态物质新结构一维有序结构（或称为一维有序晶体）。

陈春林等人利用扫描透射电子显微术与第一性原理理论计算相结合的方法，在MgO和Nd2O3薄膜材料中发现了一维有序晶体，更新了人们对固态物质结构的认识。该结构仅在一个方向上保留了晶体的平移对称性和周期性，在其他方向上其原子呈现无序排列，形成了具有一维平移周期性的长程有序结构。构成一维有序晶体的结构单元的原子排列与重位点阵倾转晶界的结构单元非常类似。研究表明，尽管MgO晶体是能隙为7.4 eV的绝缘体，MgO一维有序晶体则是能隙为3.2eV的宽带半导体。一维有序晶体的发现表明固态物质结构的种类比人们的已有认知更加丰富，并且新结构的物理性质与相应常见结构类型具有显著差异。

该项研究得到中科院前沿科学重点研究项目、国家自然科学基金与国家青年千人计划等的资助。相关成果于12月10日在《自然-材料》（Nature Materials）上在线发表。

——中国科学院网站

我国科学家为人类大脑纺锤形神经元绘制了转录图谱，该图谱将为人类了解自身脑细胞的种类及其功能奠定基础。该成果于近日发表在了国际学术期刊《大脑皮层》上。

论文通讯作者、中国科学院昆明动物研究所研究员宿兵介绍，神经元即大脑中主要的神经细胞类型之一，它是神经系统最基本的结构和功能单元。过去的研究发现，在猿类和人类等灵长类的大脑中进化出了一类新的神经细胞，它们被称作——纺锤形神经元。

通过近5年的研究，宿兵研究组与中南民族大学中国人脑库中心开展合作，利用激光显微切割和微量样本核糖核酸测序技术，解析了来源于人脑前扣带回脑区的纺锤形神经元的转录图谱。

研究者表示，该图谱为了解在人类大脑进化中扮演重要角色的神经元类型提供了基础数据，也为研究人类神经类和精神类疾病，如自闭症、精神分裂症、抑郁症、阿尔茨海默症等的发病机制提供了重要信息。

——新华网

日本北九州市立大学等机构研究人员最新发明了一项技术，可通过唾液的气味筛查口腔癌，将来有望发展为一项简易早期诊断口腔癌的方法。

北九州市立大学日前发布公报说，该校李丞祐教授和九州齿科大学的研究人员合作，发明了通过唾液气味筛查口腔癌的新技术。这项技术能检测出唾液中反应口腔癌特征的27种气味标记物，这些标记物实际上是人体排出的挥发性有机化合物，研究人员能根据其中12种成分的变化情况快速判断有无口腔癌。在试验中，研究小组通过唾液气味的标记物检测能将口腔癌患者和健康人的唾液样本区分开。

口腔癌是一种发病率高且难以早期发现的癌症，大部分属于鳞状上皮细胞癌。2016年日本有超过7300人死于口腔癌。

研究小组认为，采集唾液测试对于被测试者没有负担，是一种便利的口腔癌筛查方式，将来有望应用于口腔癌诊断技术和设备的研发，也有可能通过分析唾液气味的标记物排查其他类型癌症。

——新华网