首页分享今日科技话题：科学家发现世界最古老的花朵化石、天宫二号对地观测成果丰硕、三维量子霍尔效应

今日科技话题：科学家发现世界最古老的花朵化石、天宫二号对地观测成果丰硕、三维量子霍尔效应

来源：花匠小妙招时间：2025-01-04 06:53

科学家发现世界最古老的花朵化石

▲12月18日，在中国科学院南京地质古生物研究所举行的“南京花”研究成果发布会上，该所副研究员傅强展示“南京花”复原图。新华社记者孙参摄

由中国科学院南京地质古生物所领衔的一个国际研究团队，新近在南京东郊发现了200多块远古化石花的标本。研究表明，这些花朵生活的年代距今至少有1.74亿年，是迄今为止人类发现的最古老的花朵化石，它们的发现将被子植物的起源时间前推大约5000万年。科研人员将之命名为“南京花”。相关研究成果18日发表在生命科学领域知名刊物《电子生命》上。

长期以来，古生物学界的许多学者认为，开花植物直到白垩纪（1.45亿至0.65亿年前）才真正出现。这一观点被反复重申，几乎成了教科书中牢不可破的真理。但真相确实如此吗？

此次发现的“南京花”化石，打破了这个传统认知。这些保存在细砂岩中的远古花朵标本，来自1.74亿年以前的侏罗纪早期。那时，盘古大陆上分布着郁郁葱葱的绿洲，翼龙在空中展翅、恐龙称霸陆地、鱼龙在水中遨游，比过去人们认为的花朵出现时间早了5000万年。

——新华网

天宫二号对地观测成果丰硕

▲图片来源：网络

天宫二号在轨运行2年多来，对地观测取得了丰硕成果。截至目前，中国载人航天工程空间应用系统共分发地球观测载荷等数据产品37TB，支撑了70余个相关项目研究。

作为我国首个真正意义上的空间实验室，天宫二号自2016年9月15日发射至今已经稳定运行820多天。中国科学院空间应用工程与技术中心主任高铭在会上介绍，天宫二号在地球科学观测、空间科学实验与探测空间应用新技术等领域开展了20余项空间科学实验与应用试验，其中在地球科学观测领域取得了重大突破。

为发挥空间地球科学观测的优势，验证光谱探测、微波干涉测量等最新技术的体制创新性和指标先进性，天宫二号安排了宽波段成像仪、三维成像微波高度计、多波段紫外临边成像光谱仪等新一代对地观测遥感器和地球科学研究仪器。

——《科技日报》

中国科学家发现基于外尔轨道的三维量子霍尔效应

一百多年来，科学家对量子霍尔效应的研究仍停留于二维体系。近日，复旦大学物理学系修发贤课题组在拓扑半金属砷化镉纳米片中观测到了由外尔轨道形成的新型三维量子霍尔效应的直接证据，迈出了从二维到三维的关键一步。北京时间12月18日零时，相关研究成果在线发表于《自然》（Nature）。

2016年10月，修发贤及其团队第一次用高质量的三维砷化镉纳米片观测到了量子霍尔效应，修发贤形容：“就像是目睹汽车飞到空中那样又惊又喜。”随后，日本和美国科学家在同样的体系中观测到这一效应，但实际的电子运动机制在当时并不明确。

修发贤课题组提出了他们的猜想：一种可能的方式是从上表面到下表面的体态穿越，电子做了垂直运动；另一种可能是电子在上下两个表面，即在两个二维体系中，分别独立形成了量子霍尔效应。在实验中，面对快如闪电的电子运动速度，课题组创新性地利用楔形样品实现可控的厚度变化。“我们把电子运动的‘房子’放歪了，屋顶被倾斜了，房子内部上下表面的距离就会发生变化。”修发贤说，实验发现，电子在其中的运动轨道能量直接受到样品厚度的影响，这说明随着样品厚度的变化，电子的运动时间也在变。所以，电子在做与样品厚度相关的纵向运动，其隧穿行为被证明了。

“电子在上表面走一段四分之一圈，穿越到下表面，完成另外一个四分之一圈后，再穿越回上表面，形成半个闭环，这个隧穿行为也是无耗散的，所以可以保证电子在整个回旋运动中仍然是量子化的。”修发贤说，整个轨道就是三维的“外尔轨道”，是砷化镉纳米结构中量子霍尔效应的来源。至此，三维量子霍尔效应的奥秘终于被揭开。

——新华网

“水伏学”：水中“捕电”新途径

近年来，国际上一系列的研究显示，碳纳米材料通过与水的相互作用可以稳定地输出电能。纳米碳材料可从几乎所有形式的水能中捕获能量，持续产生高达伏级的电能，这种现象被称为‘水伏效应’。专家称，水伏效应为捕获地球水循环过程中的能量提供了全新的方向，提升了水能利用上限。

近日，南京航空航天大学纳米科学研究所团队以“正浮现的水伏技术”为题在《自然-纳米科技》上发表相关成果，并获得编辑对该文的期刊封面推荐。

通过功能材料将水能转化电能的途径被称为“水伏学”。相关研究近两年开始兴起，其概念被专家定义为：一系列从水中捕获电能的新途径。

国内相关学者已围绕碳纳米材料的优化设计、纳米碳捕获水能的不同机理以及水伏效应的应用潜力和技术发展等方面做了大量的研究。该团队指出，水伏效应发展的关键之一在于深入认识固液界面和高效水伏效应材料的制备，尤其是界面的电荷转移和传输规律。

该团队对石墨烯等二维覆层体系的流-固-电耦合开展了系统的研究，发现了石墨烯新的动电效应，命名为曳势、波动势，极易廉价炭黑材料的水蒸发发电。这些研究成果显著提升了水伏技术的发展潜力。

——科学网

科学家发现一种新型蛋白或能减缓埃博拉病毒扩散

▲资料图：当地时间2015年2月2日，利比里亚蒙罗维亚，医护人员为民众注射埃博拉疫苗。

日前，美国《细胞》杂志刊文称，多位科学家在人体内发现一种新型蛋白，有可能帮助医生找到治疗埃博拉病毒的新方法。