《自然—通讯》

现在起逐步淘汰化石燃料基础设施或能将全球升温控制在1.5℃以下

《自然—通讯》本周发表的一项模拟研究显示，如果从现在开始逐步淘汰使用寿命已满的化石燃料基础设施，那么将全球平均升温幅度控制在比工业社会前高1.5℃以内的可能性为64%。研究指出，如果拖延到2030年前才开始行动，即使设施退役率加快，仍会降低实现1.5℃目标的可能性。

英国利兹大学的Christopher Smith及同事通过分析基于不同场景的气候模型，考察如果CO2排放从2018年底开始以近线性速率逐步减少，并在40年后趋近于零的情况下，会给全球升温带来哪些影响。在这些场景中，使用化石燃料的电厂、汽车、飞机、轮船和工业基础设施都会在使用寿命到期后由零碳方案取代。

基于研究结果，研究人员认为，如果立即减少现有排放CO2的基础设施的使用，有64%的几率能将升温控制在1.5℃以下，但拖延到2030年前才开始行动则会让这一几率低于50%。不过，这一研究结果的前提是今后数十年不会出现大规模气候临界点的突破，比如多年冻土的大规模融化。

相关论文信息：DOI: 10.1038/s41467-018-07999-w

《自然》

机器人技术揭示四足动物何时开始直立行走

根据近日《自然》在线发表的一篇论文，机器人和仿真骨架研究表明，史前四足动物学会在陆上更加高效地行走的时间早于此前预期。以上发现意味着，陆上高效运动的发展先于羊膜动物（爬行动物、鸟类和哺乳动物）的演化和分化。

各种演化上的适应推动了四足动物从水栖转变为陆上行走。其中羊膜动物分化迅速，并且一直与更高效的直立行走的发展关联在一起。然而，这种更先进的运动方式的发展时间线一直不甚明确。

德国柏林洪堡大学的John Nyakatura、Kamilo Melo及其同事研究了Orobates pabsti的化石，Orobates pabsti是一种大型食草四足动物，生活在大约2.9亿年前，据信与羊膜动物具有紧密的亲缘关系。Orobates的化石与保存下来的足迹相匹配，通过这些足迹可以了解其运动方式和步态。研究人员综合分析了Orobates化石及其足迹，以及四种现存两栖动物和爬行动物的测量结果，利用数字技术重建了Orobates和一个仿真机器人——被称为“OroBOT”，借此探索各种可能的行走方式的合理性和有效性。

研究人员发现与一般的非羊膜四足动物相比，Orobates可能更偏向于直立行走方式。作者提出，先进的运动方式的演化时间可能早于此前预期。

相关论文信息：DOI: 10.1038/s41586-018-0851-2

《自然》

非传统晶格使打印材料更坚固

本周《自然》发表的一篇论文报道了一种强度增加但质量依旧较轻的人造材料。这种材料利用多向晶格，并结合3D打印技术制成。这种新型晶格是根据强金属合金的基本原理设计而成的。

该晶格结构由重复节点和连接支柱组成，结合3D打印技术打印出来的材料既轻便又坚固。然而，当这些材料失效时，便是灾难性的，这限制了它们的实际应用。失效的原因在于这些材料的结构——晶格整体取向单一。同样的现象也存在于金属单晶中，其结构类似，内部会沿特定平面发生滑移而变形。然而，在包含不同取向的晶粒的多晶材料中，晶粒边界有助于阻止正在成形的滑移和裂缝进一步蔓延，因而可以增加这些材料抵抗变形的能力。

英国伦敦帝国理工学院的Minh-Son Pham及其同事模拟多晶材料设计了具有粒状结构的新型晶格状超材料，使内部晶格的不同区域具有不同的取向。研究人员发现，粒状超材料（又称“变斑晶”）发生形变时，比传统超材料更坚固、更耐损。与多晶材料一样，变斑晶的强度可以通过缩小每个粒状晶格区域的尺寸来增强。

研究人员还创造了在施压后能够扭变成不同构型的特殊变斑晶，模仿的是晶体材料中类似的重排。综合而言，这些发现有望带来更加坚固且适用于各种应用的轻型3D打印材料。

相关论文信息：DOI: 10.1038/s41586-018-0850-3