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7新知2018年11月5日 星期一

编委：黄涵琦 编辑：荣英 化芙蓉

美编：闫雯 校对：化芙蓉 一读：魏宝红

与新知科技

新风系统才是空气净化的“2.0时代”

“人造月亮”，照明利器还是污染之源？

解码鲸鱼“语言”破解水下隐蔽通信难题

2020年，你举头望明月时，或许还能看到一颗更亮的“星星”。

近日，成都航天科工微电子系统研究院有限公司透露，该公司参与构想的“人造月亮”项目正在进行论证，第一颗“人造月亮”将于2020年发射。

所谓“人造月亮”，是一种携带大型空间反射镜的人造照明卫星。公司董事长武春风此前介绍，“人造月亮”可利用太阳光为城市提供照明，其光照强度最大可达到月光的8倍。

10月31日，航天专家庞之浩接受科技日报记者采访时表示，对我国来说，发射

“人造月亮”并无太大必要性，但掌握相关技术具有一定意义。中国生物多样性保护与绿色发展基金会星空工作委员会主任任小东则认为，“人造月亮”或将带来严重光污染，项目上马需慎重。

俄罗斯曾尝试，技术难度较大武春风此前表示，“人造月亮”预计部

署在 500 公里以内的低地球轨道上。为了实现24小时照明，项目将在2022年前发射3 颗“人造月亮”，等分 360 度的轨道平面，交替运行。

地处高纬的俄罗斯对“人造月亮”一直抱有兴趣。庞之浩介绍，俄罗斯试验过两次，想借助进步号货运飞船上直径22米的圆形光盘式反射镜反射太阳光线，延长极地地区的白昼时间，节省能源。

反射镜面积必须足够大，才能反射足够的太阳光线，否则，“人造月亮”对地面亮度的提升也有限。有人以轨道上的铱星卫

星为参考进行了粗略估算，认为“人造月亮”需要百平方米级反射镜才能实现其宣称的反光亮度。

也就是说，这一卫星搭载的反射镜要兼顾面积、重量和反光性能；在太空中工作，反射镜还要足够结实，机械结构要足够稳定……“要把一个这么大的东西发射到这么高的轨道上，还要保证它长期工作不掉链子，我个人认为难度很大。”中国科学院国家天文台研究员苟利军说。

“对我国来说，做‘人造月亮’的必要性不强。”庞之浩指出，尽管如此，研究这一技术仍有意义。目前，人们也在设想，能不能在月球轨道上放置太阳反光镜，让月球探测器能够少受长月夜带来的影响；也考虑在火星轨道放置反光镜，为火星加热，改造火星以实现宜居。所以，“人造月亮”技术仍可在太空探索的其他领域发挥作用。

对“人造月亮”，争议确实也一直存在。“‘人造月亮’是受人控制的，人类可以根据需要，调节它的照射时间、区域和亮度。”庞之浩表示，新技术总是有利有弊，关键看怎样扬长避短。“‘人造月亮’不失为既造福人类又保护自然资源的一种新尝试。”他说。

或带来光污染，天文学家也头疼“如果是为了节约能源，根本解决之道

还是对现有城市能源利用方式进行科学合理优化，而不是发射几个卫星来反光。”和庞之浩的乐观不同，看到消息，任小东告诉科技日报记者，得把黑夜留下来。

任小东说，如果天空多个“月亮”，首先

被影响到的就是在夜间活动的生物。“地球上所有生命都依赖于日夜交替的规律变化，这一特性存在于所有动植物的基因序列中。日益严重的光污染本身就干扰了夜间环境和生态系统。”任小东介绍，以昆虫为例，其繁殖、觅食行为都与光线强度有直接关联，光污染会改变生物的生活习性、觅食地和生育周期。

对人类来说，有座“不夜城”也不是好事。夜间光线过强，会提高人类患上肥胖、抑郁、睡眠紊乱等疾病的几率。“昼夜交替是客观的自然规律，不能因为人类活动需要光亮，就无限制增加照明。”

武春风则认为，不用担心光污染问题，因为“人肉眼感受到的‘人造月亮’光照度仅为现实生活中路灯光照度的五分之一左右”。这一说法也让任小东感到困惑：如果光照强度不高，那多一个“人造月亮”的意义是什么？如果光照强度高，那必然造成光污染。

苟利军也直言，对天文学来说，这不算

好消息。天文观测需要全黑的环境。“我们一般将观测天气条件分为三等，dark night、grey night 和 bright night，划分依据就是月亮的有无。”苟利军说，“人造月亮”带来光污染，恐影响天文观测。

“所以我们不太明白这一项目的意义在哪。”任小东认为，如果真的要上马“人造月亮”，公司应该找到相关权威部门作为主导单位，联合包括航天航空、天文观测、能源科技以及生态环境、医学健康等领域专家学者、组织机构，共同论证“人造月亮”的必要性与合理性。

记者联系到公司所在地成都天府新区，该区工作人员表示，发射“人造月亮”一事为公司行为。武春风回复科技日报记者称，目前公司正在进行反光镜的展开机构设计。“此事正在攻关中，再报道就成商业炒作了，违背初衷。”他婉拒了记者进一步采访的请求。

（据《科技日报》 中国社会科学院科学技术和社会研究中心主任 段伟文研究员）

科 技 强 国 与 创 新 驱 动发展战略的实施应该建立在负责任的研究与创新之上。负责任的研究与创新的真谛，在于以科学精神和

求实态度开展创新、审视创新的后果并不断地修正创新的方向。在科技应用中，科技的巨大力量如果不能得到慎用和善用，难免造成诸多不可逆的

影响，不仅浪费人力物力，更会使得公众对科技创新产生误解，影响社会支持创新的态度。“人造月亮”这样的工程，影响广泛，绝不仅仅是一种企业行为。当事企业和主管部门应该认真审度和权衡其正反两方面的后果，开展系统深入的评估，并接受包括普通公众在内的相关利益群体代表的质询。

事新鲜

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点评点评

空气是比水更加基础的需求，这一点也只有在入冬后前空气质量差之时，人们才会有切身的体验。而基于这一需求，近几年空气净化器市场呈现出爆炸式的发展。当然，野蛮式的增长之后带来的则是一地鸡毛。

估计很多人这几年都在尝试用空气净化器来保护自己和家人，但是空气净化器能起到什么样的效果？几台净化器放在家里同时打开，解决了PM2.5，二氧化碳的浓度又上来了。这是一种关闭门窗打开空气净化器，看着空气净化器给我们显示的自己出风口的PM2.5数值聊以自慰的死循环。

“这让人很头疼，事实上躲在一个密不透风的房间里面躲避雾霾，人们的头真的也很疼。在雾霾严重的冬天里，想必大家也有这样的体验和焦虑，这就是我们经历的空气净化的1.0时代。”刚刚推出家用后装式新风旗舰产品“AIRMX Pro”的秒新CEO王锋对此身有体会，他表示，欧美在1946年就

制定了建筑通风的标准，这些标准使得新风系统在欧美国家的普及率接近 100%。而今年 7 月 1 日开始，北京也有了自己的新风系统标志。新的建筑装了新风系统，而老的建筑就需要后装式新风系统来做改造。

那么，为什么是新风机不是空气净化器？假设一直往个脏水池里面注入清水，它将是永

远干净的水池。对于空气来说，如果持续向一个房间里面注入新鲜干净的空气，这个房间里面永远是新鲜干净的空气，而这是空气净化器无法解决的，一套新风系统就能解决全家问题。

后装式新风系统兼备空气净化器的便利性，又可以满足主动换气的需求，装修后房屋可以在很短时间内完成安装。据悉，秒新刚刚推出“AIRMXPro”单台最大可覆盖200 平米房屋，将房屋每个角落 PM2.5 控制在个位数，强力去除甲醛等有害物，完全刷新了空气净化设备的极限。

还有一点需要做一下科普，那就是传统空气净化器为了增加销量而宣扬的空气净化器可除甲醛的说法是错误的，甲醛这种有害物质除了加剂量的臭氧等化学方法能逐步将其分解外，物理上唯一的方法就是开窗通风。而开窗则正是传统空气净化器工作时必须禁止的。新风系统则可以在去除甲醛PM2.5等污染物的同时，还在不断为房间内注入新鲜空气。

新风系统不同于普通净化器循环过滤封闭空间内空气的净化原理，而是将室外的空气过滤成零PM2.5 的纯净空气后输入到房间内。诸如 AIRMXPro等高效的新风系统每小时新鲜空气供应量达到550 立方米，相当于可以为 100 平米房屋每小时换气2次以上。在新鲜纯净的空气进入室内后，浑浊空气会通过门窗等天然缝隙排出室外，真正还用户一个清新洁净的生活环境。

（据《科普时报》）

中国研究人员领导的一个国际团队运用群体基因组学方法描绘了迄今最完整的虎演化史，确认了现存虎应划分为苏门答腊虎、孟加拉虎、印支虎、马来虎、东北虎和华南虎6个亚种。

北京大学生命科学学院罗述金研究组日前在一份声明中说：“（研究）解决了数十年以来关于虎亚种划分的争议。”

罗述金研究组与来自美国、俄罗斯的合作团队，选取了 32 份确定地理来源的样本进行了全基因组测序，共找到约 180 万个多态性位点。研究结果表明，虎作为物种历史已经有二百万至三百万年，然而现代虎的基因组多态性水平较低，最近共同祖先仅可回溯至距今约11万年前，这说明虎在晚更新世时曾经经历过至少一次种群瓶颈时期。尽管如此，系统发生学和种群遗传结构分析证明了虎的地域种群之间存在明显的遗传差异，历史性隔离较深，基因交流程度低，支持将现存野生虎种群划分为六个独立的亚种。

发表在新一期美国《当代生物学》杂志上的研究认为，晚更新世（距今12.6万至1万年前）的冰期动态、7.4万年前苏门答腊岛上多巴超级火山爆发以及晚更新世气候的往复波动，可能是导致历次种群分化，并促使虎亚种形成如今的地理分布格局的主要因素。

研究还发现，相对于其他亚种，苏门答腊虎体型较小，有可能与苏门答腊岛上缺乏大型有蹄类猎物有关，当地野猪、麂子等可供虎捕食的物种体型较小。这一发现首次揭示了虎的种内适应性演化的遗传机制。

基因组证据表明，老虎种群中的基因流动非常少。尽管老虎的遗传多样性较低，但群体间的模式结构高度合理，证明这些亚种每个都具有独特的进化历史。研究人员表示，这在大型猫科动物中非常独特。

研究人员认为，分布于不同地区的虎种群由于所处生态环境不同，面临着不同的自然选择压力，有可能进一步导致遗传分化。

由于栖息地丧失、片段化和人为猎杀等因素，曾广泛分布于亚欧大陆的野生虎数量急剧减少至不足4000只，栖息地仅占其历史分布区7%以下，其中巴厘虎、里海虎和爪哇虎于上个世纪彻底灭绝，华南虎在野外也已无踪迹。

（据《北京日报》）

中美俄研究指出现存老虎分为六个亚种

小麦白粉病是一种世界性的农作物病害，在我国主要产麦区普遍多发。近期，中科院合肥物质科学研究院技术生物所吴丽芳课题组以天然纳米材料为主要原料，制备出一种高效的、可替代化学农药的小麦白粉病防护剂。国际矿物领域核心学术期刊《应用粘土科学》日前报道了该成果。

白粉病会侵害小麦的叶片和叶鞘等，导致减产带来经济损失。目前防治的常规方法是喷施农药与培育抗病品种，但都存在一定的应用瓶颈。比如病原菌会对常用药物产生耐药性，化学

农药的使用易造成污染，抗病小麦品种在应用一段时间后也容易失去抗性。

近期，吴丽芳研究员课题组通过对天然纳米材料凹凸棒土进行化学修饰，制备出一种可在小麦叶片表面形成“纳米网格”的新型纳米材料。该材料可以高效地隔离小麦白粉菌孢子，从而显著抑制小麦白粉病孢子的萌发与生长。

据了解，该技术对提高小麦品质、减少化学农药使用具有重要意义，还有成本低、施用方便等优势，具有较好的应用前景。 （据新华社电）

我国研究人员研发出可防控小麦白粉病的纳米材料

在大洋深处如何实现隐蔽通信？天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室蒋佳佳等科研人员首次利用抹香鲸原始叫声作为通信信息载波，模拟抹香鲸原始叫声串构造仿生通信信号串，以仿生伪装策略实现了水下通信信息隐蔽传输。相关研究成果形成的论文《用于水下声学安全通信的仿生隐身术》近日发表在国际通信领域顶级期刊 IEEE通信杂志上。

传统解决水下隐蔽通信的方法主要可归为两类：第一类方法是通过改变人造通信信号的参数，如跳频、跳时等。但这类方法采用的是具有明显特

征的人造通信信号，很容易被敌方的侦察系统识别与分类，导致其隐蔽性有限；第二类方法是通过降低通信信号的发射功率以增加敌方探测通信信号的难度，即低探测概率，但功率的降低会大大限制通信的距离，无法满足水下远距离隐蔽通信的需求。蒋佳佳等提出模仿抹香鲸叫声串规律的新型仿生伪装隐蔽水声通信方法，借用鲸鱼“语言”实现深海隐蔽通信，具有伪装诱骗性强、信息传输高度隐蔽、通信距离远等特点，在海洋开发以及国防、军事领域具有广阔的应用前景。

通过解码抹香鲸的“语言”，用于水

下通信，为什么能躲避探测呢？原来，目前国际上普遍应用的水下通信侦察系统，将海洋中鲸、海豚所发出的叫声均归为海洋噪声过滤掉了。蒋佳佳等科研人员在深入研究抹香鲸叫声的基础上，综合多项核心技术，提出一种快速准确的抹香鲸叫声脉冲摘取方法。基于自相关、互相关和相关性阈值等约束条件，他们从摘取出的叫声脉冲库里筛选出大量满足时延差通信编码要求的叫声脉冲，并根据抹香鲸叫声串的规律，发展出一种跳组差分时延差通信编解码方法。由于通过伪装而不是通过降低通信波的发射功率来实现隐蔽传

输信号，不用担心通信信息被探测和截获，因此可以通过提高通信波发射功率的方式来解决远距离隐蔽通信的难题。目前这项技术成果的有效性和伪装隐蔽性通过湖试实验和神经网络信号分类器测试，得到了很好的验证。

据了解，该技术具备极强扩展性，可扩展至海豚等多种海洋哺乳动物叫声，广泛应用于水下潜潜通信、潜基通信、潜舰通信、海上遥控遥测、水下测量、水下局域网互联、海上平台和水下设备遥控、水下通信—探测—定位—导航一体化设计等国防和军事领域。

（据《光明日报》）

中国研究人员开发出一种可大规模制备的三维多孔膜，有望将河流入海口的盐差能高效转化为电能。

中国科学院理化技术研究所江雷院士研究组和吉林大学姜振华研究组的研究人员在新一期美国

《科学进展》杂志上发表报告说，这种多孔膜能量转化效率高，能够实现每平方米 2.66 瓦特甚至更高的发电功率，达到商用标准。

在江河的入海处，由于淡水和海水的盐度不同，海水对于淡水存在渗透压以及稀释热、吸收热、浓淡电位差等浓度差能。这种能量又被称为盐差能，可用来转换成电能，因此是一种清洁能源。

研究人员说，如果在河流入海口放置这种三维多孔膜，其间的离子浓度差异会导致盐的定向运动，多孔膜会允许某种极性的带电离子通过，选择性过滤掉相反极性的带电离子，从而产生净电流。

实验中，研究人员制作了一个由这种膜材料为主要部件的微小发电机，可以为一个计算器供能，且在海水／河水盐度条件下工作120个小时，电流没有减弱。

盐差能发电的原理虽然不是新发现，但此前相关技术效率低、成本高，一直未能大规模应用。论文通讯作者周亚红博士说，考虑到其稳定性及能大面积制备的特性，这种多孔膜在商业应用领域具有极大的潜能。 （据新华社电）

中国研究人员开发出利用盐差能发电的膜材料

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