一次输液就有数千微塑料颗粒进入血液丨科技周览

整理 | 周舒义、平生

首次制备出大面积二维金属材料

研究人员成功合成厚度仅为头发丝直径二十万分之一的单层金属，这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备，有望为超微型低功耗晶体管、透明显示等领域带来技术革新。相关论文3月12日发表于Nature。

自2004年单层石墨烯发现以来，二维材料家族迅速扩大，但这些材料基本上局限在范德华层状材料体系。金属是高度对称的非范德华材料，金属键较强且具备各向同性，二维金属在热力学上不稳定，因此极难制备。

范德华挤压技术制备二维金属的过程示意图 | 中国科学院物理研究所

研究人员提出了原子级制造的范德华挤压技术，通过将金属熔化并利用团队前期制备的高质量单层MoS2范德华压砧挤压，实现了埃米极限厚度下各种二维金属的普适制备，包括铋(Bi, 6.3 Å)、锡 (Sn, 5.8 Å)、铅 (Pb, 7.5 Å)、铟 (In, 8.4 Å) 和镓 (Ga, 9.2 Å)。范德华挤压制备的二维金属上下均被单层MoS2所封装，因此具有非常好的环境稳定性（在超1年的测试中无性能退化）和非成键的界面，有利于器件制备以探索二维金属的本征特性。

单层二硫化钼封装的单层金属铋（单层指单晶胞厚度，包含两层铋原子） | 中国科学院物理研究所

电学测量表明，单层铋的电导率随着温度的降低近线性增加，表现出经典金属行为，室温电导率可达~9.0×10^6 S/m，比块体铋的室温电导率（~7.8×10^5 S/m）高一个数量级以上。并且单层铋展现出明显的P型电场效应，其电阻可被栅电压调控达35%（块体金属通常小于1%），为低功耗全金属晶体管和高频器件阐明了可能。此外，范德华挤压技术还能以原子精度控制二维金属的厚度（即单层、双层或三层），为揭示以前难以企及的新奇层赝自旋特性提供了可能。

研究人员表示，本工作发展的范德华挤压技术为二维金属、合金和其他二维非范德华材料开辟了有效原子级制造方案，有望为各种新兴的量子、电子和光子器件勾勒出美好的愿景。

相关论文：https://doi.org/10.1038/s41586-025-08711-x

一次输液就有数千微塑料颗粒进入血液

从空气到瓶装水，从食品包装袋到外卖盒，我们生活在被微塑料包围的世界里。近日发表于《环境与健康》（Environment & Health）的一项研究指出，医用输液袋会释放大量微塑料颗粒，一次输液会将数千个微塑料颗粒直接送入人体血液。

在临床环境中，静脉输液使用单独的塑料袋（主要是聚丙烯、聚乙烯材质）包装，为患者输送水分、电解质、营养素或药物。研究团队购买了两种不同品牌的静脉注射用生理盐水，将其装入单独的玻璃容器，过滤分离其中的固体颗粒，然后使用表面增强拉曼光谱（SERS）和扫描电子显微镜（SEM）检测微塑料并进行计数，以此估计整袋注射液中微塑料的总数和成分。

静脉注射用生理盐水中含有的微塑料颗粒 | Environment & Health

结果发现，这两种品牌的静脉注射用生理盐水中都含有聚丙烯（PP）材质的微塑料颗粒，与输液袋所用材质相同，这表明输液袋会释放微塑料颗粒。据估计，这些颗粒的大小在1-62微米之间，中位数为8.5微米。250 mL的两种静脉注射用生理盐水，分别大约包含1977和1754个微塑料颗粒，相当于每升溶液大约含有7500个微塑料颗粒。这意味着人们在输液时往往会有成千上万个微塑料颗粒直接进入人体血液。

研究人员建议，静脉输液袋应远离紫外线和高温，以减少微塑料释放，此外还可以考虑使用微米级过滤系统，在输液过程中滤除微塑料。虽然目前尚无临床研究评估微塑料暴露的健康风险，但研究人员表示，他们的研究结果将有助于“为制定适当的政策和措施提供科学依据，以减轻微塑料对人类健康的潜在威胁”。

相关论文：http://dx.doi.org/10.1021/envhealth.4c00210

温室气体可能威胁人造卫星

3月10日发表在《自然-可持续性》（Nature Sustainability）的一项研究显示，温室气体排放增加将削弱大气层清理太空垃圾的能力，随着时间推移，近地轨道承载卫星的能力将会下降。到本世纪末，高排放情景下卫星承载能力可能比当前下降66%。

研究表明，大气中二氧化碳等温室气体含量增加，会使入射的红外辐射被更多反射到太空，导致地球上层大气（包括高度50-85千米的中间层和高度85-600千米的热层）冷却、收缩。这种收缩会使近地轨道区域的大气密度降低，减小大气对废弃卫星碎片的阻力，从而使太空垃圾碎片在轨时间变长，增加与其他卫星碰撞的风险。

研究人员模拟了不同的温室气体排放情景将如何影响高层大气和轨道空间安全。预测显示，在高排放情景下，从2000年到2100年，距地面200公里至1000公里高度的近地轨道区域卫星承载能力可能会下降50%至66%，大约相当于减少2500万到4000万颗卫星。研究人员预测，即使是局部轨道区域卫星数量超过承载能力，该区域也将经历“失控的不稳定”，发生连锁碰撞并产生大量碎片，导致区域内的卫星无法安全运行。

论文第一作者、麻省理工学院研究人员威廉·帕克指出，未来的在轨卫星碎片情况与人类能否有效遏制温室气体排放密切相关。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41893-025-01512-0

美政府削减拨款震动高校：哈佛大学冻结招聘，约翰·霍普金斯大学裁员2000余人

当地时间3月10日，哈佛大学校长艾伦·加伯（Alan Garber）在官网发表公开信，宣布即日起暂停全校教职员工招聘，以应对特朗普政府可能削减高等教育经费所造成的“财务不确定性”。加伯在信中说：“我们需要为各种财务状况做好准备，战略调整的确定和实施需要时间。因此必须限制新的重大长期承诺，以免增加我们的财务风险。”他表示，校方要求各学院和行政部门的领导层仔细审查可自由支配和非工资支出，重新评估资本更新项目的范围和时间，并对任何新的多年期项目从严审查。

加伯在信中强调冻结招聘是暂时的，但他并未承诺恢复招聘的期限。“我们计划在本学期保持暂停招聘，但会视情况重新考虑该决定。”据哈佛校报The Harvard Crimson报道，哈佛大学哲学系主任伯恩哈德·尼克尔（Bernhard Nickel）称，各系主任事先并未收到相关消息。公共卫生学院生物统计学系主任约翰·奎肯布什（John Quackenbush）表示，招聘冻结的影响严重程度将取决于持续时间，“如果暂停时间只有一两个月，也许我们还能找到优秀的（教职）候选人，如果暂停时间更长，那么对整个系统而言就是沉重的打击。”

无独有偶，3月13日约翰·霍普金斯大学宣布，受美国联邦政府削减科研经费的影响，该校将裁减超过2000名员工。此前特朗普政府曾宣布终止向该校提供8亿美元拨款。据路透社报道，这是该校历史上最大规模裁员，波及美国国内的247名员工，以及境外44个国家的1975名员工。校方当天发表声明说，这是“艰难的一天”，但学校对受影响项目感到“无比自豪”，这些项目涵盖了抗击疾病等大量“拯救生命的工作”。

过去两周，美国十多家大学和研究机构相继宣布限制教职员工招聘，并采取其他措施收紧财政开支。美媒将其视为特朗普政府削减高校拨款政策的直接后果。2月26日，哥伦比亚大学下属的巴纳德学院发生亲巴勒斯坦学生抗议活动，导致多人被捕。一个特别工作组随后公布了“可能未能保护犹太师生安全”的审查名单，名单涵盖哥伦比亚大学、哈佛大学、约翰·霍普金斯大学等10所高校。3月7日美国政府宣布，由于哥伦比亚大学对于支持巴勒斯坦的示威活动处理不当，将撤回向该校提供的4亿美元联邦拨款和合同。《纽约时报》称，此举引发美国高等教育界震动，不少高校担忧自身可能成为下一个撤资目标。

火星为什么是红色的？新研究推翻主流观点

数十亿年来，红色表面一直是火星的标志性特征。此前科学界普遍认为火星表面的红色主要由干燥的赤铁矿造成。近期刊发在《自然-通讯》上的一项新研究认为，火星的红色应该来自含水的氧化铁，即水铁矿，且形成时间更早。

过去几十年来，科学家已了解到火星的红色由其尘埃中“生锈”的含铁矿物质形成。也就是说，火星岩石中的铁在某个时候与液态水或大气中的水和氧气发生反应，类似于地球上铁锈的形成方式。数十亿年来，这种生锈的物质——氧化铁分解成尘埃，并随风散布到火星各地，这一过程至今仍在继续。但氧化铁有多种形式，火星铁锈的确切化学成分一直备受争议，而其形成方式是了解当时火星环境、甚至是否宜居问题的重要线索。

由于此前基于航天器观测对火星尘埃中的氧化铁成分研究并未发现其中含有水的证据，研究人员由此认为，这种氧化铁应该是赤铁矿，是在火星早期湿润期之后数十亿年的时间里，通过与火星大气发生反应，在干燥的火星表面形成的。

瑞士伯尔尼大学、美国布朗大学等机构的研究人员分析了欧洲航天局、美国航空航天局的航天器观测数据，并在实验室对火星尘埃复制品开展了新实验。结果显示，火星的红色与含水的氧化铁，也就是水铁矿匹配度更高。水铁矿通常在冷水存在的情况下迅速形成，因此是在火星表面仍有水时形成的。

“火星仍然是红色星球。只是我们对火星为何呈红色的理解发生了变化。由于水铁矿只能在表面仍有水时形成，因此火星生锈的时间比我们之前认为的要早。此外，水铁矿在火星目前的条件下仍然保持稳定。”相关研究论文主要作者、布朗大学博士后阿多马斯·瓦兰蒂纳斯在欧洲航天局发布的新闻稿中说。（新华社）

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56970-z

预计到2050年，超过一半的成人和三分之一的儿童和青少年将患有超重或肥胖

3月4日发表在《柳叶刀》（The Lancet）的一项研究指出，如果不及时应对，预计到2050年，全球一半以上的成人（38亿人）和三分之一的儿童和青少年（7.46亿人）将面临超重或肥胖问题。这将在地方、国家和全球层面造成前所未有的过早患病和死亡威胁。

研究估算了1990年至2021年间204个国家和地区的儿童和青少年（5-24岁）、成人（25岁及以上）的超重和肥胖患病率，并对其在2022年至2050年间的发展情况进行了预测（基于过去的趋势、模式以及政策和干预措施）。对于18岁以上的个体，超重被定义为身体质量指数（BMI）在25 kg/m2至30 kg/m2之间，肥胖被定义为BMI在30 kg/m2及以上。对于18岁以下的个体，其定义基于国际肥胖特别工作组（International Obesity Task Force）的标准。

据估计，从1990年到2021年，全球儿童和青少年、成人的超重和肥胖患病人数急剧增加，分别从1.98亿、7.31亿增长至4.93亿、21.1亿。肥胖患病率方面，全球成年男性从5.8%增至14.8%，成年女性从10.2%增至20.8%，儿童和青少年从2%增至近7%。

研究预测，到2050年，全球成年男性超重和肥胖率将从2021年的43.4%上升至约57.4%，成年女性超重和肥胖率将从46.7%上升至约60.3%。全球约三分之一的成年人将受到肥胖的影响，其中约四分之一预计为65岁及以上人口。预计成人超重和肥胖患者将主要生活在中国（6.27亿）、印度（4.5亿）和美国（2.14亿）。全球儿童和青少年肥胖患病总人数到2050年将达到3.6亿，较2021年增加1.86亿。

丹麦哥本哈根大学的Thorkild I A Sørensen教授（未参与该研究）在相关评论中写道：“从超重和肥胖如此大的流行规模来看，其解决方案必须是公共卫生干预措施，同时还要考虑到流行发展在宏观和微观层面的显著异质性。尤其是社会弱势群体的超重及肥胖患病率持续较高，而这一趋势却无法得到较好的解释，这加剧了挑战。”

相关论文：

https://doi.org/10.1016/S0140-6736(25)00355-1

https://doi.org/10.1016/S0140-6736(25)00397-6

去某处和想象自己去某处，脑波差不多？

3月10日发表于《自然-人类行为》（Nature Human Behaviour）的一篇论文认为，在现实环境中身体实际的运动和想象中的运动可能由同样的大脑神经机制驱动。这一发现或有助于我们更好地理解现实世界中的人类记忆。

大脑形成和回忆空间记忆，对于在空间中移动和想象未来经历非常重要。此前在啮齿动物中的研究表明，大脑中一个被称为海马体的区域（位于内侧颞叶内）的特定脑波（称为theta 振荡）或能帮助小鼠在空间中导航以及记忆或想象运动。但人类是否存在相似机制，特别是在现实世界的导航中是否如此，仍然不明确。

研究人员测量了5名癫痫患者的脑活动，出于临床监测目的，这些患者的内侧颞叶中长期植入电极。作者比较了在现实世界和想象中导航时该区域的theta振荡——在想象中的导航试验里，患者一边在跑步机上行走，一边在脑中模拟现实世界的导航路线。研究发现，在现实世界和想象的导航过程中，尽管后者没有外部线索（现实世界场景下可能会出现路标或地图），但发生的脑波模式是相似的。作者还利用建模，根据神经数据预测了个体在路线中的相对位置。

这些发现表明，导航和想象具有共同的神经框架，有助于理解我们在现实世界中的记忆。但作者指出，还需要更大、更多样的人群来验证这些发现。

相关论文：https://www.nature.com/articles/s41562-025-02119-3

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