本报北京1月21日电(中青报·中青网记者 邱晨辉)武汉新型冠状病毒感染的肺炎病例仍在蔓延。今天,中国科学家发表的一篇最新论文,首次揭示新型冠状病毒进化来源,以及其传播依赖的可能蛋白,为人们认识这种新型病毒提供了重要线索和科学依据。
1月21日,中国科学院上海巴斯德研究所研究员郝沛、军事医学研究院国家应急防控药物工程技术研究中心研究员钟武和中国科学院分子植物卓越中心合成生物学重点实验室研究员李轩合作,带领研究团队在《中国科学:生命科学》英文版上发表论文,分析阐述了引起近期武汉地区肺炎疫情暴发的新型冠状病毒的进化来源,及其与导致“非典”疫情的SARS冠状病毒、“中东呼吸综合征”MERS冠状病毒的遗传进化关系,并揭示了武汉新型冠状病毒spike蛋白,与人体内ACE2蛋白相互作用并介导传染人的分子作用通路。
1月10日,武汉新型冠状病毒的第一个基因组序列数据公布系统进化树,后来,有多个从患者身上分离的新型冠状病毒的基因组序列陆续发布。这些新型冠状病毒基因组数据,为研究分析武汉新型冠状病毒的进化来源、致病病理机制提供了第一手资料。
此篇科学论文提到,研究团队通过对武汉新型冠状病毒基因组与SARS冠状病毒、MERS冠状病毒进行了全基因组比对,发现平均分别有约70%和约40%的序列相似性。
据论文作者之一郝沛介绍,为了解析武汉新型冠状病毒的进化来源和可能的自然界宿主,研究者发现,武汉新型冠状病毒属于Beta冠状病毒属——蛋白包裹的单链正链RNA病毒,寄生和感染包括人在内的高等动物。
郝沛说,这种病毒在进化树的位置上,与SARS病毒和类SARS病毒的类群相邻。而武汉冠状病毒和SARS、类SARS冠状病毒的共同祖先,是一个寄生于果蝠的HKU9-1冠状病毒。研究者推测,武汉冠状病毒的自然宿主可能是蝙蝠。武汉冠状病毒在从蝙蝠到人的传染过程中,很可能存在未知的中间宿主媒介。
此外,研究团队利用分子结构模拟的计算方法,对武汉冠状病毒spike蛋白和人体内的ACE2蛋白进行了结构对接研究系统进化树,发现武汉新型冠状病毒达到很强的结合自由能。
研究团队认为,这一结果说明,武汉冠状病毒是通过spike蛋白与人ACE2相互作用的分子机制,来感染人的呼吸道上皮细胞。这一研究成果预测了武汉冠状病毒对人的感染能力,为科学防控、制定防控策略和开发检测干预技术手段奠定了科学理论基础。
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钻石恒久远,一颗永流传——凭这一句广告语名垂广告史的戴比尔斯,今年5月宣布开始自己的人造钻石品牌“LightBox”,1克拉只卖800美元,相当于人民币5500元左右,不及同重量同等级天然钻石售价的1/8。
钻石行业巨头也卖起了人造钻石 |lightboxjewelry.com
中国正是全世界最大的人造金刚石产地之一。据《观察者网》报道,2017年,中国人造金刚石的产量就占全世界90%以上。因此,有人说: “人造钻石”是钻石巨头们的灭顶之灾,中国制造则为钻石产业敲响了丧钟。
不过,钻石价格真的会狂跌,让你捡个大便宜吗?
人造钻石产量快速增加、价格下跌
合成钻石,也就是我们俗称的“人造钻石”,虽然是用人工方法制造出的,但与天然钻石成分结构完全相同。
大部分合成金刚石达不到珠宝用“钻石”级别,会被用于工业领域:极高的硬度使合成金刚石成为最佳的切割与加工原料,独特的物理光学性质让合成金刚石活跃在半导体、激光等领域。
珠宝首饰用合成钻石的要求很高。首先是颗粒尽可能大,然后颜色要尽可能白而且杂质少。这对早期的合成技术来说难度很大,而且合成成本极高,从商业角度来说没有太大的操作空间。所以截至2013年,合成钻石仅占市场流通量的2%,而且大多是有色钻石。
合成人造金刚石的公司
从2007年至2017年这10年终极红宝石,合成钻石价格下降了60~90%,预计到2020年价格还会更大幅度下降。仅在2016年一年内,人造钻石宝石(如1克拉宝石)的价格就降低了约30%,明显低于开采钻石的价格。在大力发展材料科学的中国,如今的合成钻石加工工厂内,排列着数千台制造设备终极红宝石,据悉一台设备一次就可以出产100个单位的钻石。
随后,中国制造的合成钻石会出口到钻石最大研磨地印度。印度的研磨从业者为了从各种客户那里接到承包订单,在研磨到出货的过程中,就会有意无意地将合成钻石和天然钻石掺杂在一起。
来自中国济南中乌新材料有限公司的HTHP无色合成钻石与黄色合成钻石
合成钻石怎么造的?
人造金刚石的主要合成方法有两种:高温高压合成法(HTHP)和化学气相沉积法(CVD)。
最初的合成方法,也是目前普遍使用的方法,是高温高压合成法(HTHP)。其大致原理是:高温高压下,石墨粉融于金属熔剂中,碳原子向高压舱较冷的一端扩散,最终在籽晶上结晶生长。
该工艺涉及大型压力机,重量可达数百吨,在1500°C时产生5GPa的压力。图为中国郑州华晶公司的六面顶液压机 | sinocrystal.com
早期HTHP合成的金刚石都为深黄褐色晶体,无法作为首饰级钻石。随着合成技术的不断改进,现在已经可以合成出30克拉以上的无色钻石。温度梯度、除氮和掺硼技术是合成无色钻石(HTHP)的三大核心技术。目前这种合成钻石的鉴定要点,主要是观察钻石内部的金属包体,以及高能光源激发下异常的结构色。
HTHP合成无色金刚石毛坯。2015年5月,总部位于俄罗斯圣彼得堡的新钻石技术公司(New Diamond Technology)创造了10.02克拉HPHT无色钻石的记录。这颗刻有宝石的宝石是用一块32.2克拉的石头切割而成的,这块石头是在300小时内生长出来的 | Internaltion Gemological Institute
化学气相沉积法(CVD)所需的压力较低:在1000℃和12kPa下,以氢气为催化剂,让甲烷离解出的碳原子在电场的引导下,在金刚石籽晶片上连续层状沉积,最终结晶生长成钻石单晶体。
CVD合成的钻石毛坯
目前CVD法合成钻石的鉴定要点,主要是观察二维层状生长结构,与高能光源下的荧光以及磷光反应。
CVD合成钻石的表面生长纹
CVD合成钻石的荧光反应
戴比尔斯真的扛不住了?
“没有永恒的朋友,也没有永恒的敌人,只有永恒的利益。”对前英国首相丘吉尔的这句话,戴比尔斯首席执行官布鲁斯·克利弗肯定有着透彻的理解。
2018年5月29日,全球钻石行业巨头戴比尔斯发表声明,宣布将在今年9月份推出合成钻石品牌Lightbox Jewelry,供应价格不等的合成钻石饰品,且每一颗0.2克拉以上的合成钻石都会拥有特殊的识别标志。
戴比尔斯集团垄断了全球4成的钻石开采和贸易,目前是全球最大的钻石公司。在上个世纪,戴比尔斯在提升消费者对钻石的需求上获得了很大的成功,让人们开始相信钻石是爱情和社会地位的伟大象征。
“钻石恒久远,一颗永流传” | 戴比尔斯上世纪的钻石广告
如今戴·比尔斯转而参与合成钻石业务,目的是什么呢?似乎是想强化“(便宜的)合成钻石适合日常佩戴的意识”,将天然钻石和合成钻石的市场完全分开。合成钻石的制造成本逐渐下降是无法逃避的事实。要规避品牌力因合成钻石混入而下降,首先要区分天然钻石和合成钻石的市场,让消费者树立“合成钻石是廉价品”的印象,从而保护天然钻石的价值。
合成钻石会不会冲击天然钻石的价格?
天然宝石与合成宝石之“争”,其实早就出现了。天然无烧鸽血红红宝石、天然矢车菊蓝蓝宝石、天然木佐绿色祖母绿的价格,近5年来几乎每年都会翻一番。合成红、蓝宝石和祖母绿,早在上世纪初就出现了,30年前就可以批量生产了,而价格也是年年走低;除了工业用途外,只出现在各大旅游景点用以欺骗消费者,对天然宝石的价格毫无影响。
天然祖母绿(左图)即使品质很差也比合成祖母绿(右图)具有更高的价值 |Fall 2017 GEMS & GEMOLOGY
合成钻石和天然钻石的情况,与之类似。它们都是美丽和珍贵的化身,但二者功能有差异,边界清晰:前者人类智慧的结晶,是优异的高科技材料,主司装饰;后者是自然界的精华,优质者稀有,具有一定的投资属性。
1克拉以上天然钻石具投资价值。据专业媒体Rapaport的钻石指数数据显示,在过去10年间,投资5克拉钻石回报率达到了98.7%,而3克拉的回报率也达到66%,1克拉钻石投资回报率为20.3%,轻松跑赢通胀。如果有机会在合理的渠道(比如香港珠宝展)自行购买一颗1克拉的优质钻石,3年以后同样的价格,珠宝商一定回收。
虽然合成钻石的消费会不断增长,但天然钻石珠宝市场也不会消失,而且价格会越来越高。
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