编译| 魏九
《自然》，2024 年10 月17 日，第634 卷，第8034 期
《自然》 2024年10月17日，第634卷，第8034期
天文学天文学
年轻的小行星是陨石的主要来源
年轻的小行星是陨石的主要来源
作者：M. Bro、P. Vernazza、M. Marsset、F. E. DeMeo、R. P. Binzel、D. Vokrouhlicky 等
链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08006-7
概述：
了解明亮流星及其陨石样本的起源是天文学中最古老的问题之一，它在更大范围内影响着人类。到目前为止，只有大约6% 的陨石坠落与其来源密切相关：月球、火星或小行星(4) 灶神星。
研究小组发现，大约70%的陨石来自D 30公里小行星最近的三次分裂，分别发生在580万年前、760万年前和不到4000万年前。这些分裂主要发生在著名的卡里尼亚小行星家族、著名而古老的科罗尼斯小行星家族和马萨利亚小行星家族中，是陨石坠落中H和L普通球粒陨石占主导地位的起源。
在所有主带小行星中，这些年轻的小行星群拥有独特丰富的小碎片。数千万年来，它们的大小和频率分布一直很陡峭，暂时超过了弗洛拉和灶神星等最大的古代小行星家族产生的米级碎片。支持证据包括相关尘埃带的存在、H球粒陨石的宇宙射线暴露年龄以及陨石的大气层前轨道分布。
总结：
了解明亮流星及其陨石样本的起源是与天文学相关的最古老的问题之一，也是一个在更大范围内影响人类的问题，但截至目前，大约只有6% 与其来源（月球）紧密相关。火星或小行星(4) 灶神星) 这里我们表明，大约70% 的陨石源自最近发生在5.8、7.6 和4000 万年前的D 30 公里小行星的分裂。著名的卡林部落出现在著名但古老的科罗尼斯和马萨里亚部落中，它们是陨石坠落中H 和L 常见球粒陨石的起源。这些年轻的家族因具有独特的特征而在所有主要小行星带中脱颖而出。数千万年来，小型碎片的数量一直居高不下，短暂超过了最大的老小行星家族（例如弗洛拉和灶神星）产生的米级碎片。相关尘埃带的存在、H-球粒陨石的宇宙射线暴露年龄以及陨石大气前轨迹的分布。
马萨利亚小行星家族是普通L 球粒陨石的起源
马萨利亚小行星家族是普通L 球粒陨石的起源
作者：M. Marsset、P. Vernazza、M. Bro、C. A. Thomas、F. E. DeMeo、B. Burt 等人
链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08007-6
概述：
对地球撞击坑中的中奥陶世石灰岩和微陨石的研究表明，大约4.66 亿年前，我们的星球见证了常见L 球粒陨石物质的大量坠落，这表明它可能促成了冰的起源。年龄和生物多样性的重大变化。主带中一颗大型小行星的分裂可能是造成这次巨大撞击的原因。如今，这次崩塌产生的物质仍然占陨石坠落的大部分（占所有坠落的20% 以上）。
研究小组提供的光谱观测和机械证据表明，马萨利亚小行星撞击是造成这一灾难性事件的唯一可靠原因，也是当今地球上掉落的最丰富的陨石类别。该小行星群恰好位于低倾角轨道的内带，与观测到的类L球粒陨石近地天体和集中在1.4的行星际尘埃的分布一致。
总结：
对地球撞击坑中的中奥陶世石灰岩和微陨石的研究表明，我们的星球在大约4.66 亿年前见证了常规L 球粒陨石物质的大规模沉降，这导致了奥陶纪的形成，这表明它可能是大冰河时代和生物多样性的重大转变。主带中一颗大型小行星的分裂可能是造成这次大规模坠落的原因。时至今日，这次破碎产生的物质仍然占陨石坠落的大部分（占所有坠落的20%）。在这里，我们提供了马萨利亚影响群的光谱和动力学证据。是造成这一灾难性事件的唯一可能原因，也是当今坠落地球的最丰富的一类陨石，而该小行星群对应于观测到的L 球粒陨石的分布，它位于低倾角轨道的内带上。地球附近的天体和行星际尘埃集中在1.4。
材料科学材料科学
使用石墨烯化学传感器和机器学*进行稳健的化学分析
石墨烯化学传感器和机器学*可实现稳健的化学分析
作者：Andrew Pannone、Aditya Raj、Harikrishnan Ravichandran、Sarbashis Das、Ziheng Chen、Collin A. Price 等
链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08003-w
概述：
离子敏感场效应晶体管(ISFET) 已成为化学传感应用的重要工具。 ISFET 的工作原理是将化学溶液成分的变化转换为电信号，使其成为环境监测、医疗诊断和工业过程控制的理想选择。 ISFET 技术的最新进展（例如功能化多路复用阵列和高级数据分析）提高了性能。
研究小组展示了结合机器学*算法来构建预测模型的好处，该模型使用ISFET 传感器生成的广泛数据集来执行分类和量化任务。这种集成还为ISFET 工作提供了超越人类专业知识的新视角。
此外，该策略克服了与周期间、传感器间和芯片间变化相关的实际挑战，为ISFET 在商业应用中的广泛采用铺平了道路。具体来说，研究团队使用基于非功能化石墨烯的ISFET 阵列生成的数据来开发人工训练的神经网络。
研究团队认为，紧凑、节能、可重复使用的基于石墨烯的ISFET技术与强大的机器学*算法的融合有可能彻底改变精细化学品和环境变化的检测，使其适用于广泛的领域。我们期望获得快速的数据驱动的见解。适用范围。
总结：
离子敏感场效应晶体管(ISFET) 通过将化学溶液成分的变化转换为电信号来工作，因此已成为化学传感应用的重要工具，适用于环境监测、医疗诊断和工业过程控制的理想选择。在这里，我们展示了结合机器学*算法的好处，这些算法使用ISFET 传感器生成的大量数据集来构建用于分类和量化任务的预测模型。此外，它还为ISFET 操作提供了新的视角，超越了仅靠人类专业知识所能获得的效果，减轻了与周期与周期、传感器与传感器以及芯片与芯片变化相关的实际挑战，从而铺平了道路。具体来说，由基于非功能化石墨烯的ISFET 阵列生成的数据用于训练人工神经网络，该网络具有识别食品欺诈、食品腐败和食品安全问题的卓越能力。紧凑、节能且可重复使用的基于石墨烯的ISFET 技术与强大的机器学*算法相融合，有可能彻底改变微妙化学和环境变化的检测，并可应用于广泛的应用提供快速的数据驱动见解。
化学化学
由可分离的镍-烷基配合物进行还原烷基-烷基偶联
可分离镍-烷基配合物的还原烷基-烷基偶联
作者：Samir Al Zubaidi、Shivam Waske、Volkan Akirdis、Hunter F. Starbuck、Mayuk Majumder、Curtis E. Moore 等。
链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07987-9
概述：
两个烷基亲电子试剂的选择性交叉偶联以构建复杂分子仍然是有机合成中的挑战。已知的反应针对特定的亲电子试剂进行了优化，并且不适用于由常见的烷基结构单元（例如胺、羧酸和卤化物）产生的亲电子底物的可交换变化。这些限制限制了可以修饰的烷基底物的类型，并最终限制了可以探索的化学空间。
研究小组报告了解决这些限制的一般策略，以实现烷基-烷基交叉偶联反应的组合方法。该方法基于高度持久的Ni（烷基）络合物的发现，该络合物可以通过烷基卤、氧化还原活性酯或吡啶鎓盐的氧化加成直接形成。所得的烷基复合物可以被分离或直接延伸并与第二烷基亲电子试剂偶联，表现出先前未知的交叉选择反应。
通过脱卤、脱羧或脱氨偶联的各种组合，氨基酸、天然产物、药物和类药物结构单元的快速多样化证明了这种合成能力的实用性。除了广泛的应用之外，这项研究还通过晶体分析、立体化学探针和光谱研究，为合成相关镍（烷基）配合物的有机金属化学提供了见解。
总结：
两个烷基亲电子试剂的选择性交叉偶联以构建复杂分子仍然是有机合成中的挑战。已知的反应针对特定的亲电子试剂进行了优化，并且不适用于从常见的烷基结构单元（例如胺和羧酸）开始的可交换亲电子底物。这些限制限制了可以修饰的烷基底物的类型，最终我们报告了针对这些限制的通用解决方案，该解决方案允许采用组合方法进行烷基-烷基交叉偶联反应。该方法基于高度持久的Ni(烷基) 络合物的发现，该络合物可以通过烷基卤化物、氧化还原活性酯或吡啶鎓盐的氧化加成直接形成。所得烷基络合物可被分离或直接套叠并与第二络合物组合。这种合成能力的实用性已在通过脱卤、脱羧或脱氨基的各种组合实现氨基酸、天然产物、药物和类药物结构单元的快速多样化中得到证明。除了其广泛的覆盖范围外，这项研究还通过晶体分析、立体化学探针和光谱研究，深入了解与合成相关的镍（烷基）配合物的有机金属化学。
域和杂芳烃的电催化还原氘化
芳烃和杂芳烃的电催化还原氘化
作者：卜发祥、邓玉琪、徐杰、杨大力、李艳、吴丽等
链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07989-7
概述：
将氘掺入有机分子在药物化学和材料科学中具有广泛的应用。例如，最近批准的氘化药物Austede、Donafenib和Sotiktu。有多种方法可以合成富含氘的氘代化合物。然而，将芳香烃（一种普遍存在的化学原料）还原成氘代环状化合物的进展却很少。
该研究小组利用制备的氮掺杂电极和氧化氘（D2O）对（杂）芳烃进行还原氘化和氘代脱氟，从而获得完全氘化和饱和的氘化碳产物，描述了一种可扩展且通用的电催化方法。该策略已成功应用于13种高氘化药物分子的合成。
机理研究表明，在氮掺杂钌电极存在下，DO电解产生的钌-氘物种是直接还原芳香族化合物的重要中间体。这种快速且经济有效的制备高度氘标记的饱和（杂）环化合物的方法在药物开发和代谢研究中具有潜在的应用。
总结：
将氘掺入有机分子在药物化学和材料科学中具有广泛的应用。例如，氘代药物Austed、Donafenib和Sotiktu有多种方法合成富氘化合物。将普遍存在的化学原料芳香烃还原氘化为饱和环状化合物的情况很少实现。在这里，我们描述了一种可扩展的通用电催化方法，使用制备的氮掺杂电极和氧化氘进行（杂）芳烃的还原氘化和氘化。该方案应用于合成13 种高度氘化的药物分子，建议通过电解掺氮D2O 来生产。钌电极是直接还原芳香族化合物的重要中间体，这种快速且经济有效的制备高度氘标记的饱和（杂）环化合物的方法对于药物开发很有用，并且可能适用于代谢研究。
地球科学地球科学
自公元1300 年以来欧洲气候和农业中急流的控制。
自公元1300 年以来大气急流对欧洲气候和农业的影响
作者：徐国宝、Ellie Broadman、Isabel Dorado-Lin、Lara Klippel、Matthew Meko、Ulf Bntgen 等。
链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07985-x
概述：
大气急流是北半球中纬度地区气候变化的重要动力驱动因素。北大西洋和欧洲夏季急流纬度(EU JSL) 位置的现代变化正在促进欧洲西北部和东南部之间的气压、温度、降水和干旱的两极模式。人们对欧盟JSL 的变化及其对区域极端气候和社会事件的影响知之甚少，特别是在人为变暖之前。
研究小组根据三个对温度敏感的欧洲树木年轮记录，重建了公元1300年至2004年夏季EU JSL的年际波动（R2=38.5%），并与独立的历史气候记录和社会记录进行了比较（例如藤蔓）。收成、粮食价格、流行病、人类死亡率等）进行比较。
研究小组展示了自公元1300 年以来与欧盟JSL 波动相关的夏季极端气候及其生物物理、经济和人口影响（例如野火和传染病）的对比。这一发现与喷气式飞机行为变化和极端气候加剧的预测一致，凸显了在评估未来日益增长的气候风险时考虑欧盟JSL 变化的重要性。
总结：
急流是北半球中纬度地区气候变化的重要动力驱动因素。北大西洋-欧洲地区(EU JSL) 夏季急流纬度位置的现代变化促进了压力、温度和降水的偶极模式。根据人为变暖之前的三个温度敏感的欧洲树木年轮记录，欧盟JSL 的变化及其对区域极端气候和社会事件的影响与欧盟夏季的每年重现特别相关。我们分析了公元1300 年至2004 年期间JSL 的变异性（R2=38.5%），比较历史记录的独立气候并与社会记录进行比较。在这里，我们展示了与欧盟相关的夏季极端情况的对比。 JSL 波动高达公元1300 年，并对生物物理、经济和人口产生影响，包括野火和流行病、气候风险。
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