國內(nèi)外最新科技發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新技術(shù)成果薈萃

◎ 本刊綜合報(bào)道

我國科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出能愈合的智能變色材料

日前獲悉，天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授封偉團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)新型智能材料。這種新材料不僅能變色，還有形狀記憶和自愈合功能。該研究被選為《德國應(yīng)用化學(xué)》封面文章。封偉團(tuán)隊(duì)受自然界變色龍智能變色機(jī)制的啟發(fā)，將動(dòng)態(tài)共價(jià)硼酸酯鍵引入主鏈型膽甾相液晶彈性體中，同時(shí)利用熱激發(fā)動(dòng)態(tài)B-O鍵交換特性，實(shí)現(xiàn)了變色薄膜的任意顏色和三維形狀可控編程，并且其形狀和顏色能通過改變溫度實(shí)現(xiàn)可逆調(diào)控，成功研發(fā)出新型智能材料——智能變色液晶高分子薄膜。這種新材料厚度只有200微米，兼具力致變色、形狀可編程和優(yōu)異的室溫自修復(fù)能力。在被拉伸時(shí)可以發(fā)生顏色變化；被切斷后在斷口處加幾滴水，一段時(shí)間后材料就能重新愈合，從而具有更長的使用壽命。該材料還擁有“記憶編程”特性，可以被拉伸成任意二維或三維形狀并保持不變，當(dāng)材料被加熱到相變溫度以上后，又能恢復(fù)到最初的形狀。

我國科學(xué)家開發(fā)出微米分辨率的腫瘤組織磁成像技術(shù)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)一研究團(tuán)隊(duì)近期開發(fā)了微米分辨率的腫瘤組織磁成像技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的光學(xué)成像檢測方法，該技術(shù)具有高穩(wěn)定性、低背景和腫瘤標(biāo)志物絕對(duì)定量的特點(diǎn)。相關(guān)成果已在PNAS發(fā)表。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了組織水平的免疫磁標(biāo)記方法，通過抗原-抗體的特異性識(shí)別，將磁顆粒特異標(biāo)記在腫瘤組織中的靶蛋白分子上，將已完成磁標(biāo)記的組織樣品緊密貼附在磁顯微鏡的檢測器上進(jìn)行磁場成像，最后通過深度學(xué)習(xí)模型定量分析檢測信號(hào)，實(shí)現(xiàn)微米分辨率的腫瘤組織磁成像。這項(xiàng)技術(shù)在分析含光學(xué)背景、光透過差和需要定量分析的生物組織時(shí)具備明顯優(yōu)勢，是腫瘤組織檢測領(lǐng)域的重要突破。該研究成果不僅在腫瘤臨床診斷方面具有廣闊的應(yīng)用前景，也為腫瘤相關(guān)研究提供了新的技術(shù)支撐。

最新研究揭示天敵昆蟲定位害蟲的分子機(jī)制

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗蟲功能基因研究與利用團(tuán)隊(duì)，通過比較組學(xué)揭示了在植物—蚜蟲—天敵昆蟲互作關(guān)系中重要的化學(xué)線索反-β-法尼烯的來源、生態(tài)學(xué)功能，以及該化學(xué)物質(zhì)介導(dǎo)的天敵昆蟲嗅覺識(shí)別的分子機(jī)制。相關(guān)研究發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》上。該團(tuán)隊(duì)以生產(chǎn)上重要的蚜蟲天敵大灰優(yōu)蚜蠅為研究對(duì)象，研究其成幼蟲識(shí)別信息素的分子機(jī)制。研究表明，大灰優(yōu)蚜蠅成蟲觸角均能被不同濃度的反-β-法尼烯所激活，但只有高劑量時(shí)，反-β-法尼烯才能遠(yuǎn)距離吸引大灰優(yōu)蚜蠅成蟲，而較低劑量只能近距離吸引幼蟲。該研究從分子水平解析不同來源的信息素對(duì)天敵昆蟲的調(diào)控作用，為充分利用信息素這一重要的化學(xué)線索科學(xué)合理地開發(fā)天敵昆蟲行為調(diào)控劑、實(shí)現(xiàn)蚜蟲的綠色防控提供了新思路。

廣義相對(duì)論有了迄今最高精度測量

美國天體物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（JILA） 的物理學(xué)家對(duì)愛因斯坦廣義相對(duì)論的時(shí)間膨脹效應(yīng)進(jìn)行了有史以來最小尺度的測量，結(jié)果表明，兩個(gè)相隔僅一毫米的微小原子鐘，確實(shí)以不同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。2月16日發(fā)表在《自然》雜志上的論文描述了這一實(shí)驗(yàn)，并提出了如何使原子鐘比當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)精確50倍的方法，或?yàn)榻沂鞠鄬?duì)論和引力如何與量子力學(xué)相互作用提供了途徑。研究人員表示，這是一種可以在彎曲時(shí)空中探索量子力學(xué)的新機(jī)制。而更精確的時(shí)鐘除了用于計(jì)時(shí)和導(dǎo)航之外，還有其他潛在用途：原子鐘既可以作為顯微鏡來觀察量子力學(xué)和引力之間的微小聯(lián)系，也可以作為望遠(yuǎn)鏡來觀察宇宙最深處的角落，如尋找神秘的暗物質(zhì)；原子鐘還將應(yīng)用于測量科學(xué)，改善我們對(duì)地球形狀的理解。

阿爾茨海默病認(rèn)知衰退“罪魁禍?zhǔn)住苯沂?/h2>

據(jù)2月17日發(fā)表在《阿爾茨海默病與癡呆癥》雜志的一項(xiàng)研究，美國耶魯大學(xué)研究人員開發(fā)的先進(jìn)成像技術(shù)幫助他們確認(rèn)，大腦突觸的破壞是阿爾茨海默病患者認(rèn)知缺陷的根源。多年來，科學(xué)家們一直認(rèn)為，腦細(xì)胞之間聯(lián)系的喪失會(huì)導(dǎo)致阿爾茨海默氏癥相關(guān)癥狀，包括記憶力喪失，但大腦突觸喪失會(huì)帶來何種影響，其實(shí)際證據(jù)僅限于對(duì)中晚期疾病患者進(jìn)行的少量腦活組織檢查和尸檢。然而，耶魯大學(xué)開發(fā)的正電子發(fā)射斷層掃描（PET）技術(shù)的出現(xiàn)，使研究人員能夠觀察即使僅患有輕度阿爾茨海默病癥狀的在世患者的突觸喪失情況。他們發(fā)現(xiàn)，腦細(xì)胞間突觸或連接的喪失與認(rèn)知測試中的糟糕表現(xiàn)密切相關(guān)。他們還發(fā)現(xiàn)，與大腦中神經(jīng)元總體積的喪失相比，突觸喪失是認(rèn)知能力低下的一個(gè)更強(qiáng)的指標(biāo)。論文主要作者當(dāng)·麥卡說：“這些發(fā)現(xiàn)幫助我們了解了這種疾病的神經(jīng)生物學(xué)，可以成為測試阿爾茨海默氏癥新藥療效的重要新生物標(biāo)記物。”

超強(qiáng)激光照射石墨烯實(shí)現(xiàn)高能離子加速

近日，日本大阪大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在日本量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)用超強(qiáng)J-KAREN激光照射世界上最薄、最強(qiáng)的石墨烯靶材，從而實(shí)現(xiàn)了直接高能離子加速，開啟了激光驅(qū)動(dòng)離子加速的新機(jī)制。研究結(jié)果發(fā)表在自然科研旗下《科學(xué)報(bào)告》雜志上。在激光離子加速理論中，更高的離子能量需要更薄的靶材。然而，由于強(qiáng)激光的噪聲分量在激光脈沖主峰之前破壞了目標(biāo)，因此很難直接加速極薄靶區(qū)的離子。為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)激光對(duì)離子的高效加速，必須使用等離子反射鏡來去除噪聲成分。因此，研究人員開發(fā)了大面積懸浮石墨烯（LSG）作為激光離子加速的目標(biāo)。研究人員表示，這項(xiàng)研究的結(jié)果適用于開發(fā)緊湊高效的激光驅(qū)動(dòng)離子加速器，用于癌癥治療、激光核聚變、高能物理和實(shí)驗(yàn)室天體物理。高能離子在沒有等離子反射鏡的情況下直接加速，顯示了LSG的穩(wěn)健性。此外，即使在極薄的靶區(qū)沒有等離子反射鏡，也可以實(shí)現(xiàn)高能離子加速，這開啟了激光驅(qū)動(dòng)離子加速的新機(jī)制。（文中所有圖片僅為示意）