11月29日外媒科学网站摘要：开采“白色黄金”更快更环保

11月29日（星期五）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《科学》网站（www.science.org）

科学家找到更快、更环保开采“白色黄金”方法

锂被称为“白色黄金”，是电动汽车电池的关键金属，全球对锂的需求一直居高不下。目前，锂的大部分来自智利、阿根廷和玻利维亚等地的巨大蒸发池。公司从地下蓄水层抽取含盐的含锂盐水到巨大的浅池中，通过太阳蒸发大部分水，以浓缩锂离子。然后，他们混合化学物质，使锂以固体碳酸锂的形式沉淀出来。这种方法可能比从岩石中开采锂更有利可图，但太阳能蒸发过程可能需要一年多时间，而且蒸发池在脆弱的沙漠中蔓延数百平方公里，建造和维护成本高昂。

现在，研究人员正试图用电力取代阳光。电方法通常依赖于两个腔室，一个充满源盐水，另一个充满纯净水。每个腔室都有一个电极，腔室由一层膜隔开，膜只允许某些离子通过。水室中电极的电流使水分子分裂，产生氢气和带负电荷的氢氧根离子，氢氧根离子吸引盐水中带正电荷的锂离子，将它们吸引到膜上。与此同时，在盐水的一侧，水失去电子到电极上，产生氧气。这些步骤可以在连续的电池中重复，直到水那边的锂足够集中，可以沉淀出来。

这个想法并不新鲜，但它存在问题。这个装置消耗了大量的电力，其中大部分用于造氧反应，而氧气反应非常缓慢。另一个缺点是，盐水室中的氯离子也会在电极上缓慢反应，形成氯气，这是一种危险的有毒气体。

美国斯坦福大学的研究人员最近在《物质》（Matter）杂志上报道了一种解决这些问题的方法。当锂被吸入设备的水室时，研究人员捕获产生的氢气，并将其输送到盐水一侧，其中加入了氢氧化钠（一种用于制造肥皂的廉价化合物）。添加剂释放氢氧化物离子，只需很小的电压差就能与注入的氢反应生成水。这将整个过程的电力需求减少了80%，并首先防止了氧气的形成。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、新方法可以从空气中高效收集水

从空气中收集水分并降低湿度对于实现更舒适的生活至关重要。水吸附聚合物在大气集水和干燥剂空调中一直发挥着关键作用，但解吸使聚合物能够有效地重复使用一直是一个问题。现在，日本大阪城市大学的研究人员已经找到了一种更有效地解吸这些聚合物的方法。

通常，解吸这些聚合物需要大约100°C的热量，但研究人员开发了一种液体水分吸附剂，只需大约35°C的温度即可完成。这是通过使用聚乙二醇和聚丙烯乙二醇的随机共聚物实现的，聚乙二醇对水的吸附性较好，而聚丙烯乙二醇对水的吸附性稍差。

它们亲水特性的差异创造了一种转移机制，可以分解水团，更容易地释放水。这项技术不仅有潜力应用于干旱地区和能源有限地区的供水，而且还可以确保在灾难和紧急情况下获得水。

这项技术的改进也有望导致温室气体的减少和水资源的更有效利用。展望未来，研究人员将致力于改进液体水分吸附剂，提高整个系统的效率，以实现其实用化。

2、随着人类进化，大脑发育得越来越快

一项关于人类大脑进化的新研究发现，与早期物种相比，现代人、尼安德特人（现代欧洲人祖先的近亲）以及人类家谱上的其他近亲以更快速度进化出更大大脑。

这项研究最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，推翻了长期以来关于人类大脑进化的观点。来自英国雷丁大学、牛津大学和达勒姆大学的科学家们发现，每个古人类物种的大脑体积都是逐渐增加的，而不是在物种之间出现突然的跳跃。

该团队收集了迄今为止规模最大、跨越700万年的古人类化石数据集，并使用先进的计算和统计方法来解释化石记录中的空白。这些创新的方法提供了迄今为止关于大脑体积如何随时间演变的最全面的观点。

这项研究挑战了一些古老的观点，即一些物种，如尼安德特人，其大脑体积是不变的，因此无法适应环境的；相反，它强调了渐进和持续的变化是大脑体积进化背后的驱动力。

研究人员还发现了一个惊人的模式：虽然体型较大的物种通常有更大的大脑，但在单个物种中观察到的大脑体积变化并不总是与体型相关。因此，在长达数百万年的漫长进化时间尺度上，大脑体积的进化受到不同因素的影响，而这些因素在单个物种中观察到，这突显了进化压力对大脑体积的复杂性。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、新型人工智能可进行全身性疾病诊断

人工智能（AI）在读取医学图像的能力方面取得了快速进展。在英国国家卫生局最近的一项测试中，一种AI工具分析了1万多名女性的乳房x光照片，并正确识别出哪些患者被发现患有癌症，以及11例医生遗漏的病例。然而，像红斑狼疮和糖尿病这样的全身性疾病对这些系统构成了更大的挑战，因为诊断它们通常需要分析各种类型的医学图像，从核磁共振成像到CT扫描等。

现在，美国华盛顿大学一个科学家团队开发了一种AI医学图像分析模型BiomedParse，该模型可以处理9种类型的医学图像，以更好地预测全身性疾病。医疗专业人员可以将图像加载到系统中，并用简单的英语向该AI系统提问。

这项研究成果最近发表在《自然方法》（Nature Methods）杂志上。

研究人员专注于多模态生成AI系统，这意味着其可以处理多种医学图像。以前的研究一次只考虑一种类型的图像，例如癌症研究中的病理图像。新方法是综合考虑各种图像来预测全身性疾病。像糖尿病这样的疾病会出现在全身各处——眼睛、牙齿、肾脏等等。如果只有一个可以看眼睛图像的模型，它可能会错过关于全身性疾病的症状。

他们结合了各种工具来构建BiomedParse，它可以跨九种模式工作，能够整合包括CT扫描、核磁共振成像、x射线等在内的模型。该模型有点像医学图像的搜索引擎，使非专业人员能够与模型讨论需要领域专业知识的非常专业的医学图像。这可以使医生更好地理解图像，因为，例如，阅读病理图像通常需要很高的专业知识。

2、解开原子秘密：高能X射线照亮不可见世界

欧洲X射线自由电子激光装置（XFEL）携手德国电子同步加速器实验室（DESY），通过创造具有兆赫兹重复率的高功率阿秒硬X射线脉冲，在X射线科学方面取得了突破性进展。这一成就为研究超快电子动力学和进行非破坏性原子尺度测量开辟了新的可能性。研究人员在最新一期的《自然光子学》（Nature Photonics）上发表了他们的研究结果。

研究人员成功地产生了能量水平超过100微焦耳的单脉冲硬X射线脉冲，脉冲持续时间仅为几百阿秒（1阿秒=1*10^-18秒）。这个时间尺度如此之短，以至于科学家们能够观察到物质中最快的电子运动。

这些高功率阿秒X射线脉冲可以为在原子尺度上研究物质开辟新的途径。有了这些独特的X射线，研究人员可以对结构和电子特性进行真正的无损伤测量。这为阿秒晶体学等高级研究铺平了道路，使科学家能够在真实空间中观察电子动力学。

产生这种超短硬X射线脉冲的传统方法需要将电子束电荷大幅降低到几十皮库仑，这限制了脉冲能量和实际应用。该团队开发了一种方法，利用电子束的集体效应和欧洲XFEL的专用光束传输系统。这种方法能够在不减少电子束电荷的情况下，以太瓦级峰值功率和兆赫兹重复率产生阿秒X射线脉冲。

通过将超短脉冲与兆赫兹重复频率相结合，研究人员现在可以更快地收集数据，并观察到以前隐藏在视线之外的过程。这一发展有望改变多个科学领域的研究，特别是在蛋白质分子和材料的原子尺度成像以及研究非线性X射线现象方面。（刘春）