3月18日外媒科学网站摘要：新型涂层实现电池性能跃升|进化_新浪财经

3月18日（星期二）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

细菌造尼龙：科学家首次用工程菌生产强韧塑料

研究人员首次通过基因工程改造微生物，生产出一种类似于尼龙的强韧、柔韧的塑料。过去，细菌曾被用于生成聚酯类物质，如聚羟基脂肪酸酯（PHA），但用于服装和鞋类制造的尼龙类塑料一直难以制造。这一成果最近发表在《自然化学生物学》（Nature Chemical Biology）杂志上。

全球每年产生约4亿吨不可降解的石油基塑料废物和微塑料，威胁着野生动物、人类健康和地球环境。细菌在资源匮乏时会自然产生聚合物以储存营养，但利用细菌制造尼龙类塑料具有挑战性，因为自然界中不存在能够生成这种聚合物的酶。

为了解决这个问题，韩国科学技术院（KAIST）研究人员修改了来自多种细菌的酶编码基因，并将它们作为称为质粒的DNA环插入到大肠杆菌中。这些基因编码了几种自然界中不存在的新酶，能够将分子链连接起来形成聚合物。最终产物是一种名为聚酯酰胺（PEA）的生物塑料，主要由聚酯和少量类似尼龙的酰胺键组成。

测试表明，PEA的物理、热学和机械性能与聚乙烯相当，后者是最广泛使用的商业塑料之一。然而，由于氨基酸在聚合物中的掺入频率较低，这种塑料不太可能像聚乙烯那样强韧。

通过使用大型生物反应器，研究团队每升生成了约54克的PEA，表明生产可以扩大规模。然而，由于这些PEA聚合物体积庞大，它们无法穿过细胞壁，需要将大肠杆菌破碎以释放它们，并进行纯化处理。

目前，微生物生产路线的成本高于石油衍生的塑料，但随着进一步优化，其生产成本预计将逐渐下降。这项研究展示了生物学在应对塑料污染危机方面的潜力。

《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）

鬣蜥的史诗之旅：揭开进化史上的谜团

数千万年前，北美洲的鬣蜥可能通过漂浮的植被横渡了太平洋(4.090, 0.02, 0.49%)，最终在南太平洋的岛屿上登陆并定居。研究人员最近在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上报告了这一发现。这次航行可能是陆生脊椎动物已知的最长跨洋迁徙。

鬣蜥进化家族的所有成员都分布在美洲，只有一个明显的例外：斐济鬣蜥（Brachylophus）。考虑到这些爬行动物的最近亲属都远在海洋的另一端，斐济的四种现存鬣蜥物种的起源一直是研究人员的谜团。

美国旧金山大学的一个研究团队通过研究200多种鬣蜥及相关蜥蜴的进化关系，发现斐济鬣蜥与生活在墨西哥和美国西南部的沙漠鬣蜥（Dipsosaurus dorsalis）关系最为密切。这些基因结果，结合以往发现的鬣蜥化石的地理分布，表明鬣蜥的祖先可能是从北美洲的海岸漂流到斐济的。

研究团队认为，这些蜥蜴大约在3100万至3400万年前启航，可能导致了斐济鬣蜥和沙漠鬣蜥之间的进化分离。这次横渡太平洋的旅程可能超过8000公里，是陆生脊椎动物中最长的迁徙。

这项研究展示了在漫长的进化时间中，极低概率的事件也可能发生。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、科学家开发出纳米弹簧涂层，大幅提升电池性能

韩国浦项科技大学（POSTECH）领导的一个研究团队开发了一项能够显著提高电动汽车（EV）电池寿命和能量密度的技术。这项研究发表在国际顶级学术期刊《ACS Nano》上。

电动汽车电池在反复充放电过程中，正极活性材料会膨胀和收缩，导致内部产生微裂纹，进而降低电池性能。现有的解决方案，如增强正极材料或添加增强剂，未能从根本上解决问题。

该研究团队开发了一种“纳米弹簧涂层（nano-spring coating）”技术，通过在电池电极材料表面应用多壁碳纳米管（MWCNT），吸收充放电过程中产生的应变能量，防止裂纹产生，并减少电极厚度变化，从而提高电池的稳定性和寿命。该技术仅需使用少量的导电材料，便能显著减少材料体积变化引起的电阻，实现570瓦时/千克或更高的能量密度。在1000次充放电循环后，电池仍能保持78%的初始容量。

这项技术易于与现有电池制造工艺结合，便于大规模生产和商业化，有望克服当前电池技术的局限性，推动更高效、耐用的电动汽车电池的发展。该技术不仅适用于锂离子电池行业，还可用于其它对材料耐久性要求高的领域。

2、循环碳经济的未来：工业废气变身为洗发水和燃料

工业废气长期以来被视为气候变化的主要来源，但英国萨里大学领导的一项新研究表明，这些废气可以被捕获并转化为洗发水、洗涤剂甚至燃料等日常用品。这项研究首次评估了将钢铁厂和造纸厂的废气转化为日用消费品中表面活性剂的整个生命周期。

该研究发表在《二氧化碳利用杂志》（Journal of CO₂ Utilization）期刊上。研究结果显示，与基于化石燃料的表面活性剂生产相比，这种方法将造纸厂排放的全球变暖潜能（GWP）降低了约82%，钢铁行业的排放降低了近一半。这为实现净零排放目标提供了重要途径。

几十年来，化石燃料一直是制造业的支柱，不仅是能源来源，也是人们日常使用的产品中的关键成分。然而，这种依赖带来了高昂的环境代价。这项研究结果表明，废弃的CO2可以成为解决方案的一部分，而不是问题。这不仅仅是减少排放，更是创建一个循环碳经济，将废物转化为必需品和燃料的基石。

研究表明，基于CO2的产品具有显著的环境效益。然而，技术经济分析指出了关键挑战，如高成本和有限的氢气供应——这两者对于将CO2转化为表面活性剂至关重要。鉴于该过程的能源密集性，研究强调了进一步投资可再生能源基础设施的必要性。

另一项由萨里大学领导的研究发表在《数字化工》（Digital Chemical Engineering）期刊上，该研究探讨了不同生产方法的经济可行性，发现CO2捕获路线的成本仍然较高，为每公斤8美元，而基于化石燃料的来源为每公斤3.75美元。然而，随着技术进步和对可持续产品需求的增加，未来CO2衍生的表面活性剂有望成为一种具有成本效益的替代品。

这些研究的结果将在塑造可持续化学制造的未来中发挥关键作用。研究结果将用于指导工业合作伙伴，并为政策制定者提供关键建议，以加速向循环碳经济的过渡。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、科学家发现人类与灵长类动物大脑的关键差异

一项突破性研究揭示，人类与灵长类动物的区别不仅在于智力，还在于情感和社交认知能力。通过比较人类、黑猩猩和猕猴的脑部扫描，研究人员发现，人类大脑中与情感和社交互动相关的连接尤为独特，突显了人际关系在人类进化中的重要作用。

长期以来，科学家认为人类与其他灵长类动物的区别在于前额叶皮层，这是大脑中负责决策、推理、规划和注意力的区域。然而，3月17日发表在《神经科学杂志》（JNeurosci）上的新研究提供了更清晰的解释。该研究由英国牛津大学和法国艾克斯-马赛大学领导，探讨了人类大脑与其他灵长类动物的关键差异。

与以往主要关注猕猴的研究不同，这项研究还考察了人类的近亲——黑猩猩。研究中使用的黑猩猩脑部扫描数据来自公开的研究档案，且是在2015年美国对黑猩猩研究实施新规之前收集的。

研究发现，除了前额叶皮层的差异，人类在情感调节、社交认知和语言处理方面具有独特的大脑连接，尤其是在与黑猩猩的比较中，这些差异尤为明显。研究人员认为，人类进化不仅依赖于高级推理能力，还可能受到独特情感和社交行为的推动，这些特质进一步将人类与其他灵长类动物区分开来。

这项研究为理解人类大脑的独特性提供了新的视角，强调了情感和社交能力在人类进化中的重要性。

2、AI破解宇宙之谜，揭示银河系中隐藏的气泡结构

日本一个研究团队利用深度学习模型，成功发现了银河系中与恒星诞生和超新星爆炸相关的“斯皮策气泡”。这些气泡状结构为理解星系的演化及恒星生命周期提供了关键线索。

该团队由大阪公立大学带领，通过人工智能（AI）分析了来自斯皮策空间望远镜和詹姆斯·韦布太空望远镜的大量数据，发现了此前在天文数据库中被忽视的气泡状结构。这些气泡主要在大质量恒星的诞生和活动期间形成，揭示了恒星形成和星系演化的动态过程。

研究人员开发了一种AI模型，能够高效检测这些气泡。模型不仅识别了斯皮策气泡，还发现了由超新星爆炸形成的壳状结构。