science杂志封面

目前的3D打印存在很多问题，比如速度太慢，表面粗糙。这是由于，普通的3D打印实际上是「2D打印」，一般使用液态树脂逐层堆叠，也就是说，打印好一层后，等待它固化，再进行下一层打印，然后层间黏合在一起。每层的边缘之间往往不能完全光滑过度，因此整体看起来较为粗糙。这两个问题在Carbon3D开发的CLIP技术面前迎刃而解。 CLIP不仅速度提高了几十倍，并且表面光滑细腻。那么，CLIP技术的原理是什么呢？CLIP的原理与光固化技术很相似，利用的是光敏树脂在一定波长紫外线作用下会产生聚合反应、从而固化的性质。但它还利用了另一个性质：氧气会抑制光敏树脂的固化。二者的平衡就是CLIP技术成功的关键。

UNC-Chapel Hill的研究人员在《科学》(Science)杂志上介绍了这种名为CLIP的新工艺，将其描述为“连续液态界面生产”。3D打印有两个非常令人恼火的不足之处：一是要等待好几个小时才能完成制作，二是打印出来的东西表面很粗糙，而这个新方法可以大大改进这两个方面。 CLIP可以在相对很短的时间里打印出顺滑的复杂物品，而且可以使用更多的材料来打印物品。现有的3D打印工艺使用液态树脂，在一个缓慢的过程中逐层打制作出物品：先打印一层，固化它，补充树脂材料，然后再打印一层，周而复始，直到打印完成。而在CLIP工艺中，一个投影机从下方用紫外线显示连续的、极薄的物品横截面。紫外线在一缸液态树脂中以横截面方式硬化液体。与此同时，一台升降机不断将成形的物体捞出树脂缸。CLIP打印机的关键之处位于树脂缸的底部：那里有一个窗口让氧气和紫外线通过。因为氧气可以阻碍固化过程，缸底的树脂连续形成一个“死区”，不会固化。而这个“死区”非常之薄，只有几个红细胞那么厚。因此紫外线可以通过，并固化其上方没有接触氧气的树脂。不会有树脂粘在缸底，而打印速度变得非常快，因为它不是在空气中，而是在树脂里打印的（在空气中打印，由于氧气存在，固化速度就会减缓）。当打印机捞起成形的物品时，吸嘴会往缸底添加低氧树脂。CLIP不仅大大加快了固化过程，同时也能打印出更顺滑的3D物品。这种工艺不是等待3D物品一层层地固化，而是采取了连续打印的方式，制作出来的物品可以和注塑零件媲美。 CLIP的发明者还表示，他们可以生产更精细的物品——小于20微米（和丙烯酸纤维一样厚）——而且可以使用弹性材料，以及某些 生物 材料。目前的大部分3D打印机都无法使用这些材料。此外，CLIP的打印过程看起来真的很炫酷——发明者甚至说，他们从电影《终结者2》中著名的液态金属机器人T-1000那里受到了启发。但最重要的是，这种新工艺大大提升了打印速度。 CLIP的发明者说，它打印物品的速度是老式3D打印方法的25到100倍。CLIP正在申请专利，研究人员也正在一家名为Carbon3D的初创公司中研制采用这项工艺的设备。该公司计划在今年年底前生产出CLIP打印机的商用版。目前我们尚不知道它的价格和技术规格，但我们预计，第一批Carbon3D设备的客户会是那些亟需高品质快速原型制作设备的创业公司和研究机构。总而言之，Carbon3D的钱景非常看好。

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2022年上半年登上Nature封面的地球与行星科学发现

降雨和减产

2022年1月13日, 601卷, 7892期, 223–227页

封面图片：Rolf Poetsch/Chromorange/Alamy

封面所示为德国东弗里斯兰地区的暴雨。通常情况下，评估气候变化造成的经济影响不包括日降雨量。德国波茨坦大学的Maximilian Kotz和合作者发现，降雨天数和极端日降雨量的上升会让经济增长率下降。该团队分析了过去40年里，世界上1554个地区的次国家级地方经济产出。他们还发现，高收入国家和服务及制造业受日降雨量的影响最大。研究作者认为，气候变化造成的极端降雨将不利于全球经济发展。

银河系纪年指南

2022年3月24日, 603卷, 7902期, 599–603页

封面图片：Michael Goh

封面所示为从西澳大利亚南邦国家公园拍摄的银河系。要理解银河系的形成，就要确定其中恒星的精准年龄。德国马普天文研究所的向茂盛和Hans-Walter Rix分析了处于亚巨星演化阶段的近25万颗恒星的诞生时间，该阶段的恒星可作为精确的恒星钟。研究团队发现，这些恒星个体的年龄从15亿年至130亿年不等。研究团队将此类多样本恒星的年龄精确度提升为先前三倍，从而厘清了导致银河系形成的事件顺序。根据这些信息，向茂盛和Rix推断银盘最古老的部分在约130亿年前（宇宙大爆炸的8亿年后）已开始形成，而内银晕大约在20亿年后形成。

气候承诺

2022年4月14日, 604卷, 7905期, 304–309页

封面图片：

在2015年12月通过的巴黎气候协定中，世界各国承诺将全球变暖限制在远低于比工业前水平高2 C以下，并设法采取能将升温限制在 C的行动。但从当时有限的减排承诺来看，这个目标似乎难以企及。澳大利亚墨尔本大学的Malte Meinshausen和合作者分析了自2015年以来各国提出的气候目标。研究团队发现，如果各国迄今做出的所有承诺都能如期兑现，就有望将升温刚好限制在2 C以下。他们进一步指出，为了将升温限制在远低于2 C或 C的水平，就需要加强面向2030年的承诺，采取与这些承诺相符的行动，以及设立到本世纪中叶实现二氧化碳净零排放的长期目标。

长着彩色羽毛的翼龙

2022年4月28日, 604卷7905期, 684–688页

封面图片：Bob Nicholls for the Royal Belgian Institute of Natural Sciences

封面所示为皇帝雷神翼龙（ Tupandactylus imperator ）的艺术想象图。虽然之前也报道过长羽毛的翼龙，但这些结论一直富有争议；这些长着皮膜双翼的飞行爬行动物是否像现代鸟类一样拥有不同颜色的羽毛，也尚无定论。比利时皇家自然科学研究所的Aude Cincotta和合作者用证据表明，翼龙不仅有羽毛，而且这些羽毛可能有着不同的颜色。研究团队分析了来自巴西的一个已有亿年 历史 的雷神翼龙头骨残骸。他们在其头冠底部发现了两类羽毛，其中一类羽毛拥有与现代羽毛十分相似的分支结构。他们还在两类羽毛和头冠皮肤中发现了能产生色素的细胞器。研究团队认为这些有颜色的羽毛可能曾被用来进行视觉通讯，雷神翼龙身上的这些羽毛也说明这种控制羽毛颜色的能力比之前认为的出现时间更早。

火球新星

2022年5月12日, 605卷7909期, 248–250页

封面图片：Annika Kreikenbohm

当从伴星那里吸积氢的白矮星出现不受控的热核反应时，就会发生新星爆炸。由此释放的巨大能量最终会形成明亮的光源，成为肉眼可见的新星。但有人预测，其中一部分能量会在反应早期以强光度闪变的形式耗散掉，进入火球阶段，产生可被观测到的低能X射线。德国弗里德里希-亚历山大 埃尔朗根-纽伦堡大学的Ole König和合作者的观测结果证实了这一预测。研究团队利用eROSITA观测设备拍摄的扫描图，发现新星YZ Reticuli在光谱可见前数小时，发出了一道短促、明亮的X射线闪变。封面所示为该新星在火球阶段的艺术再现图。

巅峰生涯

2022年1月13日, 601卷, 7892期, 223–227页

封面图片：Cristian Miño, Ecuador

封面所示为生长在厄瓜多尔钦博拉索的阿尔塔火山的高海拔植物。极端海拔对大多数生命形式都是个挑战，有花植物也不例外。但是，人们已经在海拔6400米的高处发现过有花植物的生长。英国诺丁汉大学的Mohamad Abbas和合作者揭示了一种能帮助植物适应极端海拔的分子机制。团队研究了多种植物，代表了有花植物的四个演化支：拟南芥（ Arabidopsis thaliana ）、番茄、罂粟、二穗短柄草（ Brachypodium distachyon ）。他们发现，植物能利用遗传适应调整对大气氧的感知，其氧分压随海拔升高而降低。通过解码环境氧水平，植物能感知自己生长的海拔，从而优化自身的生物化学过程。

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2022年上半年登上Science封面的地球与行星科学发现

传播种子的动物物种的减少阻碍了植物适应气候变化的能力

2022年1月13日, 375卷6577期, 210-214页

封面图片：Christian Ziegler

不丹南部的蓝喉巨嘴鸟（ Psilopogon asiaticus ）吃无花果，将种子散布在其中。播种动物通过将种子转移到合适的栖息地来帮助多肉植物适应气候变化。然而，许多种子传播者正在衰退、濒临灭绝或灭绝。美国马里兰大学的Evan C. Fricke与合作者发现鸟类和哺乳动物种群的减少导致种子传播量要比学者预计的减少了60%，从而限制了植物适应气候变化的能力。

城市化促使全球各地许多白三叶草植物产生较少的抗食草动物的防御性化学物质

2022年3月18日, 375卷6586期, 1275-1281页

封面图片：Ashley Crichton

封面图片为白三叶。加拿大多伦多大学密西沙加分校的James S. Santangelo与合作者在对白三叶（一种在地球上广泛分布的植物，常见于全球许多城乡地区）进行的一项全球调查中，发现三叶草种群能以类似的方式在不同城市中适应于城市生境。也就是说，研究人员发现，在许多城市化环境中，三叶草往往会较少产生一种用来抵御食草动物的化学物质。

防晒霜中的氧苯酮被转化为光毒素，对脆弱的珊瑚礁造成威胁

2022年5月6日, 376卷6593期, 644-648页

封面图片：Gabriel Barathieu/Minden Pictures

美国斯坦福大学的Djordje Vuckovic和合作者经过研究发现氧苯酮是一种流行的防晒霜成分，它可在海葵和珊瑚细胞内从紫外线阻滞剂转化为强效的光毒素。Djordje Vuckovic团队表示这些光毒素会使海葵更容易受到阳光伤害，这或能帮助解释为什么基于氧苯酮的防晒霜对漂白的珊瑚礁有害。尽管科学家还不清楚珊瑚礁受到伤害的确切机制，但在一些游客热门的游泳区域，这种防晒霜已被禁用以防止珊瑚礁受到伤害。

“幽灵”超微化石显示，微型浮游生物比先前认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

2022年5月20日, 376卷6595期, 853-856页

封面图片：Sam M. Slater, Paul Bown, Richard J. Twitchett, Silvia Danise, Vivi Vajda

随着气候变化对海洋的影响，对软体动物、海胆和球石藻等海洋生物会如何继续形成其碳酸钙成分的预测，在很大程度上依赖于过去变暖事件中微型浮游生物的化石记录。一种非常规的对全球黑色页岩沉积物中发现的海洋球石藻化石的研究方法如今揭示，浮游生物比传统化石证据所提示的对地球过去长期海洋暖化时期的承受能力要更强。瑞典自然 历史 博物馆的Sam Slater和合作者利用扫描电子显微镜检查对来自英国、德国、日本和新西兰的托阿尔阶岩石样本进行了其组成有机物类型的研究。除了传统的超微化石分析之外，Slater团队还专注于一种被忽视的保存形式——即印记（或“幽灵”）超微化石——它们会提供可能从较常规的研究身体化石记录中丢失的关键信息。

格陵兰岛东南地区的一个新的北极熊种群可在无海冰的气候避难区中繁衍生息

2022年6月17日, 376卷6599期, 1333-1338页

封面图片：Carsten Egevang

据研究人员报告，在格陵兰岛东南地区发现了一个孤立的、具有不同基因的北极熊种群。与其它依靠正在快速消失的海冰生存的北极熊种群不同，格陵兰岛东南地区的这些北极熊全年都在终止于海洋的冰川附近的淡水冰上捕猎食物，那里的海冰状况与在21世纪晚期对高纬度北极地区（High Arctic）海冰情况的预测类似。这些发现为北极熊面对气候变暖情况下的恢复能力提供了令人感到有希望的前景。

参考：

volumes：601-606

volume: 375-376

美编：韩雅彤

校对：张腾飞 姜雪娇