近期科研成果选编（第22期）
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研究发现中国城镇化会增强夜间热浪
在气候变化的背景下，高温热浪事件频发，而夜间热浪对人体健康和能源消耗等有更显著的影响。城市作为人口和各类社会经济活动的主要聚集地，面临高温热浪的风险较乡村区域更大，城市土地利用扩张会进一步影响城市热岛与热浪的叠加效应。评估和理解夜间热浪观测记录中的城市化气候效应对于气候变化的应对与区域的可持续发展等具有意义。
（a）中国1980-2017年夜间热浪强度变化特征；（b）夜间热浪持续时间中的城市化效应评估结果
近日，中国科学院大气物理研究所东亚中心研究员贾根锁研究团队基于气象台站观测数据与遥感不透水面数据，评估了1980—2017年中国区域夜间热浪的时空变化特征，以及城市热岛效应对夜间热浪的贡献。
研究发现，1980—2017年中国区域夜间热浪的发生强度和频次、持续时间均呈增加趋势。每年夜间热浪发生的时间明显延长，春季和秋季夜间热浪发生频次和强度均有显著增加。城市区域夜间热浪持续时间的延长，近50%是由城市土地利用扩张贡献。城市土地利用扩张导致地表蒸散发量降低，近地表风速减弱，引发更强烈的城市热岛效应，并进一步加剧高温热浪。该研究为理解城市土地利用扩张对高温热浪的影响提供了新思路，深化了对热浪与城市热岛叠加效应的认识。
来源：
https://www.cas.cn/syky/202108/t20210806_4801306.shtml
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利用透明墨水打印出全彩结构色图案
结构色是一种由微观物理结构与自然光之间的相互作用（如散射、干涉、衍射等）所产生的颜色。与传统的化学色相比，结构色可以完全避免染料或色素的使用，是更加环保和稳定的呈色方式。然而，人工结构色的实现，需要借助先进的微纳加工技术或组装手段对纳米生色结构进行高精度调控，成本较高且工艺复杂，较大程度上阻碍了结构色的广泛应用。
单一透明墨水打印全彩结构色图案
中国科学院化学研究所绿色印刷实验室研究员宋延林、李明珠，与复旦大学教授石磊等合作，精准控制微小液滴的成型打印（即精确调控打印基材的浸润性与微小液滴的体积来控制打印墨滴的形貌）与剖析全内反射光学微结构呈色的机理，发展出一种利用透明高分子墨水打印全彩结构色图像的方法。该方法突破了关于彩色印刷的认知（呈现不同的颜色需要不同的墨水），仅利用一种透明的高分子聚合物墨水，便实现了全色系彩色像素点的精准制备。
此外，研究凭借对微观像素点空间位置的精确分布，解决了结构色难以实现棕色、白色、银色等特殊色制备的难题。这种方法具有普适性，可制成透明墨水的高分子材料均可应用于这种全色系结构色图案的打印，为结构色在彩色印刷、显示、防伪及高灵敏传感等领域的应用提供了全新的思路。
来源：
https://www.cas.cn/syky/202109/t20210930_4807746.shtml
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中国被毛孢多糖免疫调节活性研究取得进展
冬虫夏草分布于青藏高原及其周边地区，为麦角科真菌冬虫夏草菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座和幼虫尸体的干燥复合体。冬虫夏草具有补肺益肾、免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗氧化等生物活性。中国被毛孢（Hirsutella sinensis）是冬虫夏草菌的无性型。研究中国被毛孢中的生物活性物质，对进一步阐明冬虫夏草功效具有重要意义。
中国科学院西北高原生物研究所藏药药理学与安全性评价研究学科组选取中国被毛孢多糖作为研究对象，使用离子交换层析和凝胶过滤层析等分级技术，在中国被毛孢发酵菌丝体中分离纯化得到一个分子量为870.70 kDa的均一级分多糖。结构解析结果表明，该多糖级分是一个以a-(1→4)-D-葡聚糖为主链，并在O-6、O-3和O-2处有1-linked α-D-Glcp分支的葡聚糖。免疫活性研究结果表明，该多糖级分可以通过激活p38、JNK和NF-κB等信号通路，促进巨噬细胞分泌NO、IL-1β、IL-6和TNF-α等细胞因子。同时，该多糖级分可以促进小鼠脾淋巴细胞增殖。该研究进一步阐明了冬虫夏草免疫增强功效的潜在物质基础。
中国被毛孢多糖免疫调节活性研究总流程图
来源：
https://www.cas.cn/syky/202109/t20210913_4805468.shtml
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金刚石异质外延研究方面取得进展
近日，中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室研究团队在金刚石异质外延研究方面取得进展，相关研究成果发表在《材料化学与物理》（Materials Chemistry and Physics）上。
在所有已知材料中，金刚石具有最高的热导率、极其稳定的物化性质，这使得金刚石成为热管理应用的首选材料。近些年来，金刚石与激光晶体的键合技术迅速发展，有效缓解了固体激光器的热效应，然而该技术对金刚石的平整度和粗糙度的要求极高，给金刚石加工带来了巨大挑战。
研究人员提出了一种新的激光晶体热管理方法，即直接在晶体表面异质外延生长金刚石薄膜。研究人员采用微波等离子体化学气相沉积技术（MPCVD），以与金刚石性质差异巨大的YAG晶体作为衬底，系统研究了在该衬底上异质外延生长金刚石的工艺，讨论了预沉积处理对金刚石异质外延的作用机理，成功制备了一系列连续、高质量的金刚石薄膜。对沉积后的YAG晶体表征后发现，金刚石薄膜的沉积有效提高了晶体的热性能，同时对其光学性能的影响极小，满足激光应用的需求。该研究为固体激光器的热管理提供了新的选择。
不同样品的表面形貌及其热学性能
来源：
https://www.cas.cn/syky/202109/t20210909_4805159.shtml
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城市环境所在酸性高磷废水的资源化处理研究获进展
传统石灰工艺与鸟粪石流化结晶工艺在技术、经济、环境效益上的对比
近期，中国科学院城市环境研究所陈少华团队提出以鸟粪石流化结晶技术为核心的磷回收方法和系统，并将其应用于木质活性炭酸性高磷废水的资源化治理。磷酸活化法是目前木质活性炭的主流生产工艺，但酸性高含磷生产废水却没有理想的处理技术。现有的石灰中和工艺无法确保总磷和pH同步达标，且会产生大量的碱性石灰渣，处置难度大。
通过为期2年的中试运行结合生命周期评价和生命成本分析，城市环境所研究团队系统评估了4种潜在鸟粪石工艺在技术、经济和环境效益上的优越性。研究显示，相比传统石灰工艺，鸟粪石工艺可回收99.2%的磷，从源头上减少了含磷废渣的生产。氧化镁和氯化镁的序列投加在维持高磷去除率和产品纯度的前提下，最高可节约42.8%的药剂成本。鸟粪石产品粒度的调控可通过回流方式的调整加以实现，内回流模式具有更高的磷回收率、更低的药剂成本和更大的环境效益。该研究为木质活性炭酸性高磷废水的资源化处理提供了新方法。
来源：
https://www.cas.cn/syky/202109/t20210913_4805605.shtml
