前沿掃描六則

地球磁場形成之謎首度揭開

現如今所說的地磁場，是由富含金屬鐵的液態地核外核中的“發電機”產生的，但這一過程在地球早期，應該較難維持，因為地核的冷卻速度并不夠快。早期地核周圍有一層熔融硅酸鹽（一種基底的巖漿海洋）。不過，此前對硅酸鹽液體的導電率測量顯示，這些化合物無法形成“發電機”。近日，美國加州大學洛杉磯分校研究人員進行了一系列模擬，對條件近似早期地球基底巖漿海洋的硅酸鹽液體的導電率進行了預測。研究團隊發現，在該海洋的預測溫度和壓強下，硅酸鹽的導電率足夠維持“發電機”的運轉。研究團隊的結論是，早期磁場是由基底巖漿海洋產生的，并認為宇宙中其他類地天體可能也存在硅酸鹽“發電機”。通過明晰地球磁場的形成，人類將能更加明確地球的內部機制，而這將讓我們更好地了解形成其他行星的地質過程和種類，從而確定其他行星是否具有支持生命存在的能力。

美開發新型設備可“憑空”發電

美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校研究人員開發出一種新型發電設備，能夠通過一種蛋白納米薄膜，利用空氣中的水分產生電能。研究人員將這種新設備稱為“空氣發電機”，其最主要的構件是由微生物地桿菌生產的導電蛋白納米線構成的厚度只有7微米的納米薄膜。當暴露于空氣中時，薄膜會吸收其中的水分，形成一個可自我維持的水分梯度。以這一水分梯度為驅動力，設備會產生約0.5伏的持續電壓，電流密度約為每平方厘米17微安。研究人員稱，當前一代“空氣發電機”能夠為小型電子設備供電，他們希望能很快將其推向商用；下一步，他們計劃對設備進行升級，讓其可為智能手表等可穿戴電子設備供電；而他們的最終目標則是制造出能夠為房屋供電的大型系統。這種“憑空發電”的技術可能對可再生能源、氣候變化等產生重大影響。

日本計劃向火衛一派遣著陸器

日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）近日表示，其“火星衛星探索”（MMX）任務已獲得批準，正式進入開發階段，其目標是在2024 年朝火星衛星派遣軌道飛行器、著陸器，或許還有一輛漫游車，采集的樣本預計將于2029 年送回地球。MMX 團隊表示，該任務將“測試和演示進入和離開火星的引力井、在低引力天體表面著陸和導航、部署用于執行表面采樣任務的設備等所必需的技術”。該任務還將測量輻射環境，這是人類超越地球磁層保護范圍首先要考慮的主要問題之一?？茖W家認為，研究火星衛星并在其上降落對于人類前往火星至關重要，人類或許可以在火衛一和火衛二上建基地，然后前往火星，這將比人類直接前往火星更容易。據悉，NASA、歐洲航天局、法國國家太空研究中心和德國航空航天中心也為此次探索任務提供了設備。

俄開發出可恢復立體視覺的“電子眼鏡”

俄羅斯研究人員開發出可使不同類別的眼疾患者恢復立體視覺的“電子眼鏡”。更重要的是，它能夠幫助有先天缺陷的兒童恢復立體視力?！半娮友坨R”外形和普通眼鏡一樣，重量也比普通眼鏡輕。它使用3D圖像感知技術，眼鏡架內置了微處理器，鏡片是一個小液晶顯示屏，借助弱電流通過微處理器可以控制鏡片表面產生的閃爍頻率，液晶顯示屏在微處理器作用下完成光線的偏振，即讓一定頻率的光無法透過眼鏡。研究人員在解釋“電子眼鏡”的工作機理時稱，“電子眼鏡”能夠刺激大腦神經元，激發雙眼視光感反射恢復，也就是使視軸對準在目標上。一天戴1個小時這樣的眼睛，治療1個月至6 個月就可以恢復視力，研發人員相信，療效可達95%。據悉，“電子眼鏡”已通過臨床測試階段，目前正在準備批量生產。

地球上首個不呼吸動物被“驗明正身”

科學家認為，地球上所有其他多細胞動物都擁有一些呼吸基因，但以色列特拉維夫大學的多蘿西·霍雄領導的團隊對鮭居尾孢蟲（一種感染鮭魚的寄生蟲）進行顯微鏡和基因組分析后發現，與其他所有已知動物不同，這種寄生蟲沒有線粒體基因組。線粒體基因組是動物線粒體內雖小但至關重要的DNA部分，包括負責呼吸作用的基因。這是地球上已知的首個不呼吸的動物。霍雄說：“我們一直認為，動物是擁有許多基因的多細胞生物，這些基因進化得越來越復雜。但現在我們看到了一種完全不同的生物，它已經進化為幾乎是單細胞生物。至于鮭居尾孢蟲如何在不呼吸的情況下獲取所需能量仍是未解之謎，它很可能從宿主身上偷來氧氣，但要進一步研究其基因組才能找到答案?！?/p>

新微型電機可將藥物引入特定單細胞內

以色列研究人員研發出一種新型自行微型機器，能直接將藥物、DNA 和化學物質通過電穿孔技術導入特定的單細胞內。微型機器也被稱為“活性顆?！被颉拔⑿碗姍C”，有望成為分析單細胞的納米級工具，它們既可用作基于單細胞的疾病診斷手段，又可用作測試細胞療法的平臺。電穿孔是一種微生物技術，其工作原理是向細胞施加電場從而增加細胞膜的通透性，以便將藥物、DNA 或化學物質導入細胞。通常，電穿孔技術用于將DNA導入細菌細胞內。目前該技術的局限性是使用時每次均作用于多個細胞，而非針對單個特定細胞。此次研究人員設計的自行微型機器打破了電穿孔技術當前的局限性，首次證明了外部電場能不可思議地捕獲和運送單細胞細菌，并能有選擇地對捕獲的細菌細胞實施電穿孔技術。