人类器官可“3D打印”？植物越高越“渴”？如何给飞机“心脏”降温？4月9日，万象·科学Talk第1期中科院青促会合作专场“隐藏的次元”在广州市南沙区图书馆举办，邀请了多位中科院科学家，面向线上线下观众，以脱口秀形式分享了各自的科研故事。

　　文、图/广州日报全媒体记者方晴 通讯员雷锦萍

　　罗会仟 中子散射实验探索超导材料

　　中国科学院物理研究所研究员罗会仟介绍道，探索超导材料的方法千奇百怪，最常用的是通过烧炉子，把各种化学元素“炒”在一起，看看超不超导。罗会仟提到一种高级的炉子——移动光学浮区炉，这需要用光加热。只要这个光够给力，炉子玩得转，最后就能得到高质量的晶体。只要温度足够低，这些晶体电阻就会降到零，实现超级导电。

　　高温超导体是如何实现超级导电的？罗会仟及其团队通过中子散射实验，利用一束不带电但有磁性的中子，探测材料中电和磁的相互作用，为实现高温超导应用提供实验依据和理论基础。

　　田文明 观察电荷运动过程

　　太阳作为最大的光源，每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨煤。如果能将太阳光全部转化为电，将有效助力碳达峰、碳中和的实现。

　　中国科学院大连化学物理研究所研究员田文明介绍道，光电转换材料以及材料中的电荷运动情况是影响光电转换效率的关键因素。钙钛矿作为一种新型光电转换材料，兼具转化效率高和制备成本低等优势，仅用了10年多的时间，就取得了接近硅基材料光伏电池50多年才实现的成就，将光伏发电效率从3%提升至25.7%。

　　田文明及其所在团队发现了一种时间和空间分辨电荷运动检测方法，不仅能直观看到电荷的运动过程，还能知道电荷能跑多快、跑多远，以及寿命有多长。

　　杜强 破解航空飞机“心脏”高温难题

　　中国科学院工程热物理研究所研究员杜强的日常工作是给航空飞机发动机里最重要的零件——涡轮叶片降温。然而，涡轮叶片的最大厚度仅为6毫米左右，对它进行降温可是个“绣花活”。

　　如何让涡轮叶片安全稳定运行，是杜强及其团队一直努力的方向。金属的极限耐温不过1000℃左右，而涡轮叶片要承受的最高温度可达2000K，同时还要承受40个大气压以及20000转/分的高转速。

　　为降低涡轮叶片金属壁面的温度，杜强及其团队主要采用内部和外部相结合的冷却方法。在叶片内部，设计复杂的“蛇形”冷却通道，从发动机低温位置源源不断地引入冷却气流，像流通的“血液”一样，持续降低叶片内部的温度。在叶片外部，设置各种形状的冷却气膜孔，冷气从气膜孔流出后将覆盖叶片表面，将金属壁面与高温燃气进行“隔离”。

　　刘慧 揭开植物越高越“渴”的秘密

　　森林是陆地上最大的储碳库和最经济的吸碳器。中国科学院华南植物园副研究员刘慧主要研究植物是如何“渴死”的，通过对植物“病情”的观测，寻找植物耐受各类恶劣环境的调节机制。

　　刘慧在分享中提到，植物的水分和养分是它的“血液”，可以通过定期测水势，来衡量植物“渴”的程度。树木从下往上运输水分，高度越高，水势也越来越小，植物也越来越“渴”。干旱时，植物管道里的水势下降，会有空气进入导管形成气泡，造成管道堵塞，并逐渐导致水分运输中断，越靠树干顶端的叶片越容易“渴死”，进而引发整株植物“渴死”。

　　为了应对可能存在的“渴死”情况，越靠树干顶端的细胞为了抵御极高的压强，细胞壁会变得越来越厚，这给细胞分裂带来巨大压力，最终停止生长。因此在植物学界，有个说法叫“高树再高也不会超过120米”。

　　阮长顺 用好生物3D打印这支“救命”神笔

　　每年我国大约有30万患者在等待器官移植。如果能拥有一支马良的神笔，就能在体外“画出”紧缺的器官。这是中国科学院深圳先进技术研究院研究员阮长顺的科研梦。

　　阮长顺及其团队研发了先进的生物3D打印技术。他们将细胞和细胞外基质材料开发成3D打印墨水，利用正负电荷相吸原理，让一种材料带有弱正电，另一种材料带有弱负电，通过相互吸引完成堆积，让打印出来的器官既不松散也不拥挤。同时，通过材料设计和打印工艺优化，给细胞搭建更好的环境，将细胞的存活率从50%提高到90%以上。“但要在体外造出完全替代人体器官的组织，实现其完整功能，我们还有很长的路要走。”阮长顺补充道。

　　张威 巧用体外诊断“抓凶破案”

　　近期甲流和诺如病毒高发，一旦发生感染要如何搜取蛛丝马迹，制定针对性治疗方案？巧用体外诊断，能帮你“抓到凶手”，顺利“破案”。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所张威研究员的研究领域便是体外诊断仪器技术。

　　临床医生诊疗所需的70%左右的医疗与健康决策信息，都依赖于体外诊断。核酸检测这种体外诊断手段是鉴定病原的最直接证据。检测的核酸信息越多，证据链越完整，越能全面解析病情，制定治疗方案。

　　张威及其团队建立了一整套完全自主高灵敏核酸检测的技术，从核心芯片、关键部件到仪器模块，应用了多项专利。在芯片、温控和光学检测等方面更是实现了“多、快、准、全”的技术突破。“如今我们的检测仪器可以说实现了真正的逆袭。这些仪器目前已经完成了注册检验，很快就可以投入实际使用。”