9月13日外媒科学网站摘要：科学家破解电池衰退的奥秘

9月13日（星期五）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：
《科学》网站（www.science.org）
中国科学家发现超级厄尔尼诺曾导致地球大灭绝
大约2.5亿年前，超过80%的海洋物种和三分之二的陆地物种在二叠纪末期的大灭绝中灭绝——这是地球历史上最接近生命灭绝的一次事件。大多数科学家认为，西伯利亚地区的大规模火山爆发释放出大量二氧化碳，导致地球变暖，从而引发了这一灾难。但根据本周发表在《科学》（Science）杂志上的一项模型研究，这场大灭绝可能是由当时全球海洋中的超级厄尔尼诺现象引发的，这种气候现象引发了极端天气，导致森林死亡和物种灭绝。
古代海洋表面温度的记录是通过“牙形虫”（conodonts）化石中的氧同位素波动得出的，表明当时的超级大洋特提斯（Tethys）和潘塔拉萨（Panthalassa）是相连的，西部更温暖，东部较为凉爽。这一模式与今天的太平洋相似，稳定的信风使西部积聚了温暖海水。中国地质大学的古气候学家、该研究的主要作者孙亚东表示，随着大灭绝的临近，这种模式消失了，温暖的海水开始周期性向东扩散，类似于现代厄尔尼诺现象。
由于古代温度记录存在模糊性，孙亚东转向气候模型来深入研究当时的气候情况。在二叠纪大灭绝时期，地球由超级大陆盘古大陆主宰，盘古大陆横跨南北两极，留下特提斯和潘塔拉萨大洋环绕地球。研究团队将当时的地理数据输入英国气象局的气候模型，并考虑了西伯利亚火山喷发导致的温室气体增加，成功重现了大灭绝期间的气候状况。研究表明，这场大灭绝可能持续了10万年或更长时间。
地质证据显示，火山爆发前大气中的二氧化碳浓度约为400 ppm（百万分之400），与当前水平接近。当二氧化碳水平上升时，模型显示了严重的厄尔尼诺现象。二氧化碳浓度达到800 ppm以上时，超级厄尔尼诺现象变得异常严重，持续了长达7年。
这项研究提出了一个令人不安的前景：当前日益上升的温室气体水平可能会引发类似于二叠纪的超级厄尔尼诺现象。迄今为止，气候模型对未来厄尔尼诺的预测各不相同。
《科学通讯》网站（www.sciencenews.org）
与聊天机器人交谈能降低人们对阴谋论的信任
美国美利坚大学的研究人员在《科学》（Science）杂志上报告称，与富有同情心的聊天机器人进行辩论，可能有助于减弱人们对阴谋论的信任。
在一项涉及2000多人的实验中，研究团队发现，与聊天机器人交谈后，参与者对某一阴谋论的信任度平均下降了20%。即使是那些深信阴谋论的人，这些对话也削弱了他们的信任，尽管程度较轻。更令人鼓舞的是，这些变化在实验结束后持续了两个月。
像ChatGPT这样的大语言模型是在整个互联网上训练的。当团队要求聊天机器人“有效说服”阴谋论信仰者时，它能够迅速、准确地反驳阴谋论，比人类尝试劝说的效果更好。
研究通过两项涉及3000多名在线参与者的实验，测试了人工智能改变阴谋论信仰的能力。
平均来看，与人工智能聊天的参与者对阴谋论的信任减弱了20%。更为重要的是，四分之一的参与者对阴谋论的信任度从50分以上下降到50分以下，也就是说，经过与人工智能的对话后，他们对阴谋论的怀疑超过了信任。
然而，这一发现如何在现实世界中应用仍是一个挑战。研究表明，阴谋论信仰者是最不信任人工智能的人之一，因此如何让他们接受与技术对话将是一个难题。
研究人员指出，随着人工智能在社会中的普及，必须谨慎对待这些技术的使用，它们也可能被用于传播阴谋论。
《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）
1、气候变化对农业的影响提出了更大的环境和公共卫生挑战
一项关于气候变化对农业影响的综合研究揭示了一个紧急的反馈循环：随着气候变化对全球粮食供应带来更大压力，农业将不得不采取一些可能进一步加剧其环境影响的措施。这项研究发表在《科学》（Science）杂志上，参与者包括来自哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院的专家。报告还指出，未来几十年内，新型农业实践有望提高农业效率，并有助于缓解粮食供应的不稳定性。
研究发现，气候变化将对农业实践、水资源利用、温室气体排放、土壤退化和生物多样性丧失等多个领域产生深远影响。尤其是农业产生的温室气体（如一氧化二氮和甲烷）排放增加，以及日益加剧的水资源短缺和农药污染，构成了重大的环境和公共卫生风险。
气候-农业反馈回路可能使农业的碳排放显著增加，若不改变当前的农业模式，将难以实现《巴黎协定》中限制全球气温升高至1.5至2摄氏度的目标。
尽管如此，研究也指出，可持续农业技术和做法如果得到广泛推广和应用，可以显著减少农业排放并阻止反馈回路的形成。各国政府需要积极消除推广气候友好型农业的社会经济障碍，为农民提供适应气候变化的技术支持与政策激励。
报告还提出了一些关键的下一步行动：各利益相关方应加速推进高效、可持续农业技术的应用。精准农业、多年生作物种植、农业光伏系统、固氮技术和新型基因编辑工具等创新技术，可以帮助农业提高产量并减少其环境影响。研究人员还建议进一步探索气候与农业间的反馈机制，并开发农场自动化、机器人技术等创新工具，以提高农业的适应能力和可持续性。
2、研究人员发现可“彻底改变计算”的构建模块
爱尔兰利默里克大学的一个研究团队通过设计分子结构，取得了可能彻底改变计算机技术的重大突破。他们发现了一种在分子尺度上操控材料的新方法，这一发现有望为未来的计算机硬件带来革命性变化。
这项研究的成果已经被纳入一个国际项目，该项目集结了全球各地的专家，旨在开发全新的人工智能硬件平台。该平台的计算速度和能源效率远超现有技术，可能带来前所未有的性能提升。
研究结果发表在最新一期的《自然》（Nature）杂志上。研究人员认为，这一突破不仅能够推动计算技术的发展，还可能为解决社会重大问题，如健康、能源和环境挑战，提供全新的解决方案。
研究团队解释说，他们的设计灵感来源于人脑的工作方式，利用原子的自然摆动和震动来处理和存储信息。当分子在晶格结构中旋转或移动时，它们会产生大量的记忆状态，从而支持高效的信息处理。
迄今为止，神经形态计算平台——一种模仿大脑工作原理的计算方法——主要用于低精度的计算任务，如神经网络中的推理。然而，核心计算任务如信号处理、神经网络训练和自然语言处理需要更高的精度，而现有的神经形态电路无法满足这一需求。
因此，实现高分辨率一直是神经形态计算中最艰巨的挑战。
该研究团队通过对计算架构进行全新设计，成功实现了更高的计算分辨率，并大幅提升了能源效率，达到了每瓦4.1万亿次操作（TOPS/W）的前所未有水平。这种效率使得他们的架构能够应对资源密集型计算任务。
这一突破意味着神经形态计算不仅局限于小众应用，还能扩展到更广泛的领域，进一步释放人工智能的潜力，并将计算技术从云端扩展到边缘设备。
《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）
1、科学家破解电池衰退的奥秘
随着时间推移，电池容量会逐渐下降，这就是为什么旧手机的电池续航能力越来越差。然而，这一现象背后的机制一直未被完全理解。
美国科罗拉多大学博尔德分校的国际研究小组发现了电池退化的潜在机制，帮助科学家设计出更持久、更高效的电池，从而延长电动汽车的续航时间，并推动清洁能源的应用。
他们的研究结果发表在《科学》（Science）杂志上。
工程师们多年来一直致力于设计不含钴的锂离子电池。到目前为止，科学家们已经尝试使用镍和镁等其它元素来取代锂离子电池中的钴。但这些电池的自放电率甚至更高，自放电是指电池内部的化学反应减少了储存的能量，并随着时间的推移降低了容量。由于自放电，大多数电动汽车电池的使用寿命为7到10年。
此前，科学家们认为电池自放电是因为充电时并非所有的锂离子都回到阳极，从而减少了可形成电流并提供电力的带电离子的数量。
通过阿贡国家实验室的X射线设备，研究人员发现电池电解液中的氢分子会移动到阴极，并占据了锂离子的位置。这导致了锂离子结合的空间减少，进而削弱了电池的电流和容量。
随着对这一机制的理解加深，工程师们可以探索新方法来防止电池自放电，例如在阴极上涂覆特殊材料阻挡氢分子，或采用不同的电解液设计。
2、科学家探索微重力对癌症治疗的潜在影响
美国维克森林大学再生医学研究所的研究团队将在国际空间站（ISS）上开展一项开创性的癌症研究，旨在探索微重力环境对癌症细胞生长和治疗的影响。这项研究是通过国际空间站国家实验室和美国国家航空航天局（NASA）的合作项目竞标获得的，该项目是五个被选中进行微重力环境下生物医学研究的项目之一。
该研究的核心是利用来自结直肠癌患者的细胞，培养出简化的微型器官——类器官。类器官是实验室中的三维细胞结构，能够模拟患者的肿瘤环境，并为研究癌细胞的生长提供重要平台。在地球上，这种方法已经被广泛用于癌症研究，但在微重力环境下的表现仍未得到充分了解。
这些类器官将被送往国际空间站，在微重力条件下观察癌细胞的生长模式、扩散速度和对不同治疗方法的反应。这一独特的实验环境可以为科学家提供新的见解，帮助揭示地球上无法完全观察到的癌细胞行为，尤其是微重力对肿瘤生长和抗癌药物敏感性的影响。
研究团队希望，通过在微重力环境中进行癌症研究，能够发现新的细胞机制，帮助识别新的治疗靶点。这不仅有助于改善现有的癌症治疗方法，还可能为未来开发更有效的抗癌药物提供理论基础。最终，这些研究成果有望转化为更加个性化和精准的癌症治疗手段。（刘春）