正文
在热平衡下，任何物体的热辐射都不会超过黑体辐射。不过近日，伦斯勒理工大学
（Rensselaer Polytechnic Institute）
的林尚佑课题组制作了一种材料，加热时可以在近红外波段超越黑体辐射的限制，产生类似于激光或者LED灯的高强度相干光
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这种材料是钨制成的三维光子晶体，它们呈六层交错排布，搭成如同钻石的晶体结构，这些光子晶体可以控制光子的性质，将出射光的频率限制在狭窄的范围内。其上还覆盖了二氧化硅和硅制成的谐振腔，可以进一步收窄出射光的频率。与相同温度下由碳纳米管覆盖的“黑体对照”相比，该材料在波长1.7微米处的热辐射功率超出黑体辐射8倍之多。
光子晶体（photonic crystal，PC）与谐振腔（Cavity）| 图片来源[2]
这种现象实际上并没有违背普朗克黑体辐射定律，但它提供了产生热辐射的一种新方式。或许是因为源自结构内部的诸多表面都可以作为谐振子或激发源，发射的光子可以在其间来回反弹，使得这种材料表现得像是人造激光材料一样。尽管仍缺乏完全的理论解释，这一由热即可驱动的类激光光源有望应用于能量收集、基于红外的物体追踪和识别、热驱动光源等方面。
[1] https://www.eurekalert.or g /pub_releases/2020-03/rpi-am031920.php
[2] https://www.nature.com/articles/s41598-020-62063-2/figures/1
哪种病毒检测方法最有前途？
感染性疾病是严重威胁人类健康的重大疾病, 未知病原微生物的鉴定对于传染病防治 的意义重大。为了更好地应对COVID-19在全球的迅速蔓延，来自俄罗斯的研究团队讨论了识别和研究未知病原体的相关问题，并比较了现有的病原微生物检测方法，该综述于近日发表在《病毒》杂志
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据统计，可以感染哺乳动物的病毒种类超过32万种，然而迄今为止，其中仅有不到1%得到了研究。究其原因是现有的方法能检测的病毒范围很窄，就像试图通过针眼来观察浩瀚的病毒海洋。
虽然传统的临床检测方法
（PCR、血清学等）
正在不断优化，但可提供的数据依然非常有限。在过去几年开发出的新检测方法中，作者认为高通量测序
（NGS）
将是最有前途的一种。该方法能够一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定，使得对一个物种的转录组和基因组进行全貌分析成为可能。与传统的临床试验相比，NGS无需微生物序列先验知识，可以提供更多病原体基因组信息，对其定性更为精确。由于成本高、样品制备和数据分析复杂，该方法目前尚未被广泛使用，但好在成本每年都在下降，而分析的速度、准确性和效率则在不断提高。
COVID-19大流行也表明了NGS方法的重要性，包括在临床样本中识别新病原体和研究病毒从动物向人类传播的分子机制方面。这项技术不仅能够帮助医生更有效地检测到病毒，有望彻底改变病原病毒的检测和分析方法，也可以促进流行病学、遗传学和病毒学的研究。
[1] https://www.mdpi.com/1999-4915/12/2/211
[1] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/miop-mse032520.php
从蒸发残迹
识别假酒
我们都知道咖啡洒在桌上会留下污渍。但你擦桌子的时候，有没有注意到这个污渍往往会形成一个特定的图案？咖啡里的液体逐渐蒸发，存留的固体残渣会沉积在液滴的边缘，最终形成一个环状的污渍。事实上，这种“咖啡环”效应不是咖啡特有的，许多其他的混合物液滴蒸发后也能形成特殊的图案，而且图案的样式取决于液体和固体分别是什么，以及周围的环境条件，例如温度、湿度等。
在近日ACS Nano发表的工作中
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，Stuart Williams和合作者们发现，稀释后的美国威士忌在玻璃表面蒸发后会得到网状的图案，但是苏格兰或者加拿大的威士忌就不行。
各种不同的威士忌蒸发后的网状图案。每个斑图直径大约2毫米 | 图片来源[2]
在实验中，研究人员用显微镜实时观测并记录了一滴美国威士忌酒的蒸发过程。酒中的水和酒精逐渐挥发，但不挥发的酚类、芳香化合物、酯类等有机物会团聚起来，被逐渐输运到液滴表面后形成单层。随着液滴继续蒸发，液滴表面积越来越小，那些单层有机物最终坍缩，从而形成了网状结构。
因为不同品种的美国威士忌中含有不同的有机溶质，所以在蒸发过程中会形成各自独特的网状结构。这些图案就像每种酒的指纹一样，利用它们来识别酒的品种，正确率高达90%，这或许能够帮助人们识别假酒。也许有一天，鉴酒师不再需要慢慢品酒，而只需要滴一滴酒在玻璃上，然后拿出手机拍照后比对网上的威士忌图案库，就可以知道酒的产地和品种。
[1] Multiscale Self-Assembly of Distinctive Weblike Structures from Evaporated Drops of Dilute American Whiskeys, ACS Nano在线发表.
[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/acs-wa032020.php
何时封城抗疫效果最佳
控制传染源，切断传播途径，保护易感人群是遏制传染性疾病传播的三个基本环节。从控制COVID-19传染源的角度来说，能否在最开始限制患者和疑似患者的活动范围，对其后来的传播规模有极大的影响。一个国际研究团队
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分析了相关的活动轨迹和流行病学数据后发现，由于武汉封城不够及时，一些潜在感染者活动范围扩大，引起省内大规模流行。相比而言，国内的其他反应迅速的省份有效控制了局部暴发。
1月23日封城前离开武汉的COVID-19确诊病例活动轨迹。回顾性研究表明，554例后来确诊的COVID-19患者有武汉旅居史。不同的点线颜色标明患者于封城前多少天离开武汉 | 图片来源[1]
对于百度的实时定位信息以及公开的COVID-19流行病学信息的研究显示，局部的人传人在武汉暴发早期就广泛存在。由于病毒存在5-14天不等的潜伏期，虽然武汉的封城策略在开始的一星期并没有明显的效果，但回顾性研究表明，封城在很大程度上的确限制了病毒的传播范围。
国内COVID-19确诊最多的省份病例数统计。横坐标为日期，纵坐标表示各省COVID-19确诊例数；灰色竖框标出了武汉封城的日期，粉色竖框标出了封城后的第一个潜伏期 | 图片来源[1]
研究团队的Samuel V. Scarpino教授评论：“对活动和旅行的限制只有在最开始，也就是病毒的本地传播还没有成为影响因素的时候，才能起到最好的效果，但很多国家采取措施的政治意愿总是跟不上病毒传播的步伐。一旦形成本地传播，保持社交距离和个人的隔离仍然会起到作用，只不过需要一段时间来见效。”
[1] M. U. G. Kraemer et al., The effect of human mobility and control measures on the COVID-19 epidemic in China. Science, eabb4218 (2020).
[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/uoo-tra032520.php
