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2022年15期

卷首语 | 以虔诚待虚华

一款坚韧的薄膜，它能以一支铅笔尖的承受面，撑住一头大象的重量，这便是现在炙手可热的石墨烯。近几年，石墨烯红极一时，成为新鲜崛起的概念，围绕石墨烯的故事层出不穷，资本热烈关注，市场亦步亦趋，民众也雾里看花，看得热闹非凡。石墨烯电池、石墨烯充电宝、石墨烯冲锋衣、石墨烯面膜，甚至还有石墨烯抗菌内裤，市场产品都在贴近这个概念，以求卖个好价钱。市场需要新概念来刺激消费，这是行业发展遇到瓶颈时的常规方

前沿 | 光看不吃也能激化糖尿病？

随着视频直播行业的兴起，各色各样的美食、“吃播”节目不断涌现。很多人抱着“我不吃，只看看”的心态沉迷其中，认为自己借此既避免了增重的烦恼，又能“云”体验一把吃大餐的乐趣。现在，一项近日发表于《细胞代谢》的研究表明，“不吃光看”并非绝对安全。仅仅是看一眼食物，就可以触发大脑的炎症反应，而对肥胖者而言，这可能造成严重的后果…… 事情还要从人体内唯一具有降血糖作用的激素——胰岛素说起。

前沿 | 单脚站立久的人寿命或更长

“金鸡独立”，即单脚站立，不仅是我国古代武术的一种动作和姿势，也是现代最简单有效的平衡健身方法。近期，巴西里约热内卢运动医学诊所的研究小组在《英国运动医学杂志》发表的一项研究显示，单腿站立时间可作为衡量中老年人健康状况以及寿命的指标。中年以后单腿站立低于10秒，未来10年内死亡风险将大幅度上升。研究小组以1702名51～75岁的中老年人为对象，首先对参与者能否保持10秒单腿站立姿势即“双手

前沿 | 肥皂为啥能杀菌

使用肥皂搓洗20秒是保护人体不受细菌病毒伤害的最佳方法之一，但肥皂泡沫究竟是如何杀死感染人类的细菌病毒的呢？依据美国加州大学伯克利分校传染病和疫苗系主任李·莱利博士的观点，肥皂杀菌的超能力内置在其独特的分子结构中——“头部”连着一条细长的“尾巴”，头部是亲水性的，而尾巴是疏水性的。疏水性尾巴对脂肪具有亲和力，包括新冠病毒在内的所有细菌病毒都有一层脂膜，从而很容易受到肥皂分子的攻击。当肥皂攻

前沿 | 放声大笑有助于减轻体重

俗话说，笑口常开，百病少来。笑不仅能促进心理健康，还有益身体健康，预防疾病。近期，日本福岛县立医科大学以及大阪大学等研究小组在英国《老年医学》杂志发表的一项研究显示，放声大笑有助于减轻体重。研究小组招募日本国内三个存在代谢综合征风险地区的235名40～79岁居民，参与者具有一个以上代谢综合征构成因素且无严重心血管疾病和中风后遗症，随机分为两组。干预组在12周内完成8～10次每次90分钟的计划方

前沿 | 智能外科手套能追踪手部动作

外科医生需要拥有非常细腻、精准的触感。据国外媒体报道，一种新设计的外科训练手套会监测使用者的手部动作，并对他们的技术提供反馈。这种电子增强乳胶手套由澳大利亚西悉尼大学一个团队设计，第三代原型版本样品正在英国一家医院由实习外科医生试用。每只手套都有一根灵活的扁平电线，沿着拇指、中指和食指背后运行。沿其长度方向，每根电线都安装有多个惯性测量单元，负责监测每节手指部分的活动。来自惯性测量单元的数

前沿 | 秋葵黏液可去除水中微塑料

塑料污染的微小碎片如今遍布世界各地水路。为了清除市政水供应中的塑料微颗粒，水处理工厂特别向水中加入一种被称为絮凝剂的化学物。但不幸的是，例如像聚丙烯酰胺这样的絮凝剂，在某种条件下，自身也会成为有毒物质。据国外媒体报道，为寻找一种更为安全的替代品，美国得克萨斯州塔尔顿州立大学的拉贾尼·斯里尼瓦桑博士和同事，寄希望于从食品级植物中提取复合物。经过试验后，他们发现提取自秋葵黏液的多糖与来自葫芦巴的多

前沿 | 阳光照射会增加男性饥饿感

阳光照射会通过皮肤内脂肪组织分泌的一种激素，刺激男性而不是女性的进食和增重。该研究发表在英国《自然·代谢》上，揭示了阳光会如何影响进食行为和全身能量平衡，全身能量平衡是一个被严重忽视的过程。进食的需求主要受到外周组织与大脑之间通信的控制。多个器官（如肠道、脂肪组织和肝）释放的激素会抵达特定脑区，如下丘脑，进而发出进食或停止进食的指令，具体取决于体内当时的能量水平。以色列特拉维夫大学一个

科学探奇 | 探索月球400年

不久前，中国科学院地球化学研究所联合国内多所高校的研究人员，以嫦娥工程数据为基础，结合国际上其他探月工程获得的数据和成果，发布了全球首幅1∶250万全月地质图。这是多年来探月成果的总结，代表了目前我们对月表物质成分以及构造演化等性质的全面认识，也为未来月球探测和研究提供了重要参考。回顾几百年来人类对月面的探索历程，更能让人感受到科学进步的不易。大撞击理论认为，月球起源于一次大撞击事件，一个

封面故事 | 神奇“黑金”

用铅笔在纸上轻轻划过，你就有机会获得一种长得和蜂巢一样的新材料。这种新材料被称为石墨烯，也被誉为“黑金”。这是一种非常神奇的材料，它非常薄，20万片石墨烯堆起来的厚度只有人类1根头发粗细，又非常坚硬，用石墨烯制成1毫米厚的薄膜可以让2吨重的大象在上面跳舞。如今石墨烯被用在各个领域，军事武器、智能眼镜、显示屏、电池等产品中都有石墨烯技术的运用。关于石墨烯的各种讨论也变得越来越神秘。

封面故事 | 既轻薄又坚韧神奇的“新材料之王”

有没有这样一款坚韧的薄膜，它能以一支铅笔尖的承受面，撑住一头大象的重量，而不会被戳破？石墨烯可以做到。这种神奇的材料究竟是如何“炼成”的？中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范与北京石墨烯研究院副院长、石墨烯器件技术研究部部长魏迪，向公众介绍了石墨烯——这款曾获得2010年诺贝尔奖的明星材料。透明胶带撕出来的诺贝尔奖石墨烯原本就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。1毫米厚的石

封面故事 | 石墨烯的奥秘

石墨烯就是单层的石墨在整个宇宙之中，所有的物质都是由不同的元素所构成的，但同一种元素却并非只能构成同一种物质，元素通过不同的结构进行组合就能够形成不同的物质。以碳元素为例，当一个碳原子周围有四个碳原子，它们以共价键的方式相结合，且周围的四个碳原子与中心的碳原子形成一个正四面体结构的时候，就组成了一种物质，我们叫它钻石。因为碳原子之间是以很强的共价键结合的，所以钻石的硬度很高，又被称为金刚石

封面故事 | MIT发现超导石墨烯“家族”

谈到石墨烯材料，超导性一直是家族中的“谈资”。石墨烯是一种单原子薄材料，可以从与铅笔芯相同的石墨中剥离。这种超薄材料完全由碳原子制成，碳原子以简单的六角形排列，类似于铁丝网。自 2004 年发现以来，石墨烯以其单层形式而具备的许多显的特性不断被挖掘。 2018 年，麻省理工学院的研究人员发现，如果两个石墨烯层以非常特定的“魔”角堆叠，扭曲的双层结构可以表现出强大的超导性，这是一种广泛寻求

封面故事 | 从电池到医疗石墨烯在生活中的应用

石墨烯因其高导电性、高导热性和高强度等优异性能而被称为“神奇材料”，它可能会彻底改变大量应用，灯泡、芯片、电池、触摸屏，还有智能手机和新能源的汽车，石墨烯可以胜任的领域数不胜数，下面就来盘点一下石墨烯的各种用途！石墨烯集成电路由于石墨烯的超强传输性能和非常好的导热性，石墨烯也被认为是取代硅原料的材料，石墨烯不出意外应该能成为下一代的电路板材料。早在2011年，国外的一个团队研究出了一个最先

封面故事 | 为冬奥送温暖石墨烯的科技温度

北京冬奥会先后测试200多项技术，涉及60多个细分应用场景。这些高科技产品不仅应用在精密的比赛设施、先进的防疫设备上，也体现在人们衣食住行的方方面面。在赛场人员身着的衣物中，就有着石墨烯技术的应用。强导热：冬奥赛场“暖”起来冬奥赛场的温度低、体感冷。据了解，北京冬奥会期间，张家口赛区的气温可低至-20℃左右。运动员、志愿者和工作人员如何应对低温天气？什么高科技装备让人们在严寒中“泰然自若”

封面故事 | 隐身战衣为歼20打造

石墨烯NFC 天线可以集成在几种柔性材料中，为金属天线提供可靠环保的替代品。有着“21世纪材料之王”誉称的石墨烯，使得国产歼20有望突破与美国在“隐身技术”上的差距，并成为未来的战机伙伴。那石墨烯这种看似轻薄的材料为何有如此强大的能量？它又到底有多厉害呢？其实我们对于石墨烯的使用可以说并不陌生，伴随着科学技术的不断发展，石墨烯也广泛地运用在我们生活的各个领域，在机械、电热等方面都展现出了卓

封面故事 | 防暑马甲为“大白”送清凉

石墨烯增强型场传感器，可以通过观察电流的流动方式来测量磁性的微小变化。全国71个国家气象站高温破历史极值！6月13日以来，我国出现今年首次区域性高温过程，高温时间目前已持续超30天。在北京，入夏以来已经陆续有400多位核酸采样“大白”，穿上了石墨烯技术加持的液冷服，在炎热的天气里，持续感受丝丝清凉，预防中暑。 7月14日下午，记者在房山区燕山医院附近的一处核酸采样点，见到了上岗前正在穿液冷服

封面故事 | 海洋净化器石墨烯材料通过制备后吸油性好

近年来，海洋被污染的报道频出，世界各国对海洋环境的保护日趋重视。我国是一个海洋大国，拥有18000多千米的大陆海岸线、面积近300万平方千米的海洋，随着海洋经济的快速发展，海上溢油事故频繁发生，泄漏事故发生后漂浮在水体表面的油膜会消耗水体中的溶解氧，破坏水体生态系统平衡，同时油膜中难以降解的有机物被水生生物吸收以后，将在水生生物体内富集进入食物链最终危害人类健康，目前海洋溢油已经成为世界关注的重大

封面故事 | 占62%中国石墨烯产量全球第一

我们国家是全世界最大石墨生产国，产量占全球总产量的62%，石墨矿山主要分布在内蒙古、河北、山东、湖南、四川和黑龙江等地，大小石墨矿山接近200座。根据石墨成矿条件和成矿规律，全国划分出15个重点成矿区带。晶质石墨查明资源储量最大的是黑龙江省，其次为内蒙古、四川和山东等地;隐晶质石墨查明资源储量内蒙古自治区最多，其次是湖南、吉林和广东等地。我们国家在石墨烯相关领域的研究也处于世界领先地位，至20

封面故事 | 石墨炔与石墨烯谁是超级材料

据报道，美国科罗拉多大学研究人员日前成功合成出石墨炔，此项成果或为电子、光学和半导体材料研究开辟全新的途径。事实上，石墨炔的合成研究一直是科学家们孜孜以求的目标，早在2010年，我国的李玉良院士团队就在世界上首次合成石墨炔。我们很多人都听说过石墨烯，也知道2010年的诺贝尔物理学奖就是颁发给了石墨烯材料的研发者。石墨炔与石墨烯，仅一字之差，它们之间是否存在某种联系？石墨炔是否能和石墨烯媲美？这

封面故事 | 石墨烯能否成为新时代科技的核心材料

纵观世界的发展史，就是一部材料的进化史。每一种新型材料的出现都引领着一个时代的发展，改变着人类的生活方式。被冬奥会带火的不只冰墩墩，还有被称为“新材料之王”的石墨烯。北京冬奥会观礼台座椅内部、地毯等产品上，都应用了新型石墨烯柔性发热织物材料，能对温度进行调节的同时，可使其温度均衡处于20摄氏度以上。冬奥会颁奖礼仪服装也应用了第二代石墨烯纺织物柔性发热材料的内胆，可在30秒内将温度升高到人体

封面故事 | 动物捕食策略一个比一个厉害

座头鲸座头鲸没有牙齿，上下牙床是含角蛋白的鲸须板，边缘有鬃毛般的下垂物，好吞食大量的鲱鱼、磷虾等小型猎物。座头鲸捕食猎物非常讲究策略，需要5至8头鲸鱼合作，把大量鲱鱼等美食赶到一起并圈在中心。它们接着此起彼伏地发出声音，使鱼群慌作一团，继而吐出气泡，使鱼群不敢穿越包围圈，再将其吞食。如果单头座头鲸自己猎食，就没有集体合作获取的丰厚。栉水母栉水母通常被称为梳状水母，但它们实际上并

真相 | 戴口罩会把人憋出毛病？哪有那么容易！

新冠肺炎疫情反反复复，口罩，已经成了大家的日用标配。关于口罩，也就有了不少的传言，其中一些非常离谱。比如就有人在微信群转发，称戴口罩可能导致缺氧，引起人的种种健康问题。这条流言乍一看有理有据，煞有介事，但是评价它只用4个字就够了：一派胡言。其实，2021年就有这类流言传播，而当时很多知名外国媒体也采访相关领域专家对此做了辟谣，而文中提到的Margarite Griesz-Briss

聚焦 | 基因编辑纠正错误的“生命魔剪”

每个人的基因组都是独一无二的特殊存在，是“我”之所以是“我”，而不是其他任何人的独特编码。如果将每个人的基因组都看作一本书，书中的篇章词句就是大大小小的基因片段，它们讲述着生命体从出生、生长发育到死亡的所有故事。当基因片段出现错误，人就会生病。过去，能够无障碍阅读这本“基因书”就是很了不起的事情了，但今天的科学家们已经可以运用各种技术，去纠正“书”中出现的错误。基因编辑技术更激动人心的广泛

聚焦 | 农业育种基因编辑竞争白热化

7月14日，农业农村部基因编辑创新利用重点实验室（海南）在三亚崖州湾科技城揭牌成立。该实验室将聚集中国农业科学院基因编辑优势科研力量，助力我国在农业基因组编辑核心技术研究领域抢占国际制高点，全面提升我国生物种业原始创新能力和国际竞争力，为保障国家种业和粮食安全提供坚实保障。据介绍，基因编辑技术是具有颠覆性、引领性的生物育种前沿技术。该技术应用前景广阔，已成为国际生物种业竞争的焦点。截至目前

专栏 | 减负提质，数学学困生的转化之我见

在减负政策下，要如何提升整体数学教学质量，是当下急需思考的问题。恰好我之前带了一个基础较弱的班级，对这些数学学困生进行了一些调查，抛开外在的因素，调查这些数学学困生的学习情况发现：缺乏数学兴趣;数学基础不好，数学知识储备少，数学知识结构体系不完整;加上学习习惯差;自卑，自信心不足;上课不专注，注意力不集中;认识水平低，数学思维能力差;学习依赖性强等。基于以上发现，在教育教学方式上，进行以下

专栏 | 让二十四节气在语文综合实践活动中落地

我是如何在语文综合实践活动中让孩子们了解、体验二十四节气的？第一，寻找一根串起二十四个节气的线。二十四个节气，每个节气都有自己的特点，有没有一根线串联起二十四节气？而这根线又是师生很熟悉，能随时观察记录的？能通过各种综合实践活动，让孩子亲身体验、切身体会，让节气真正走进孩子们的内心？我聚焦于校园。三月“桃之夭夭，灼灼其华”，校园中那棵桃树就如皇后般优雅地站立在花草树木之间，春花、夏

专栏 | 有戏的教育让笑脸更智慧

长期以来，不少学校在功利主义的驱使下，把教育窄化成教学，把教学定义为分数，把分数误解成质量。这样的教育使学生失去了自然的应律和学习的快乐。同时，学生的智力、人格的成长与发展局限于一个偏狭的轨道，有悖于“全面发展”的国家教育方针。为了除弊纠偏，根据2020年中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见》精神，我们尝试以美育作为切入点，把戏剧教育引入学校教育之中，

地球故事 | 浙西南革命老区“浙”样美

浙西南，一片历经洗礼的红色热土，一方美不胜收的绿色家园。 1927年1月，浙西南地区第一个党支部在浙江丽水遂昌建立，在丽水播下了第一颗革命火种，从此，革命之火迅速燃遍浙西南。1935年，中国工农红军挺进师冲破敌人的重重封锁和围追堵截来到浙西南，开展了艰苦卓绝的三年游击战争。从“革命理想高于天”到“敢教日月换新天”，如今，手持跨山统筹、创新引领、问海借力3把“金钥匙”，浙西南革命老区干部群

万象 | 史上最大陆生哺乳动物到底有多重

巨犀，史上体型最大的陆生哺乳动物，约4000 万～2200 万年前生活于欧亚大陆。它们的体型增长极快，留下了一个重要的演化之谜。近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称古脊椎所）科研团队报道了宁夏回族自治区灵武市早渐新世晚期清水营组发现的准噶尔巨犀，并推算了包括其在内的多数巨犀的体重。相关成果在线发表于国际期刊《历史生物学》。灵武地区的化石多样性丰富，巨犀是其中的典

文化 | 二十四节气元素如何影响北京城门命名

最近，五色土的“四时佳气”专栏，为读者介绍了二十四节气的深厚文化内涵与北京城历史的交融。其实，作为农耕文化代表的二十四节气，在明清两代的都城北京城的城门命名上，都能够窥知一二。不妨结合地图，看看当年北京内城城墙和城门所在的位置，来感受一下二十四节气如何影响了城门的命名以及功能的设置。朝阳之门春回大地万物复苏在中国古代都城规划设计中，四季元素经常被考虑在规划原则之内，这大概和大多

人物 | 江亿：一腔热忱成就“暖通”人生

清华大学建筑节能研究中心主任、中国工程院院士江亿。图片|科技日报 “我都70岁了，也不美了，你看我这模样也美不了了！而且，到了这个岁数，我只希望踏踏实实干点该干的事儿。多留出点宝贵时间来做事情，这是我最大的心愿。”在近日北京市科学技术协会组织的2022年北京“最美科技工作者”学习宣传活动线上访谈中，面对记者的提问，获此称号的中国工程院院士江亿，一本正经地调侃道。江亿是清华大学建筑节能研究中

人物 | 无处不在的弹力

力能使物体发生形变，也能改变物体运动状态，力在生活中发挥着重要作用。有这样一种力：小青蛙玩具上弦后，放在地上会自己跳起来; 射箭运动员把弓箭射出去;跳水运动员、蹦床运动员依赖它完成各种优美的空中动作，这就是弹力。发生弹性形变的物体，会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用，这种力叫弹力。弹力在生活中无处不在。绳的拉力、弹簧施加的力都是弹力。杯子放在桌面上，杯子对桌面的压力、桌面对杯子

阳光童书 | 夜空探索初学者的完备指南

图书名称：《DK观星》作者：[英]卡罗尔·斯托特， [英]贾尔斯·斯帕罗著寇文译出版社：科学普及出版社定价：158.00元千百年来，璀璨的星空一直吸引着人类的好奇心，绚丽的宇宙总会给人以无穷无尽的遐想。探索茫茫宇宙的奥秘是许多人毕生追求的梦想！每每说到观星也总离不开太阳系、银河系、行星、恒星、星座……当然，这本《DK观星》也不例外。我们很容易发现天上星星的亮度