新型太陽能—熱系統(tǒng)成水制氫利器等6則

美國科學(xué)家研發(fā)出一種全新的水分解技術(shù)——用太陽光有效地將水分解成氫氣和氧氣，這種新方法有望為人類邁入氫經(jīng)濟(jì)時代鋪平道路。

該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一種太陽能—熱系統(tǒng)。太陽光可以被置于距離地面10米高的一個中央塔周圍的鏡子聚集到該塔的某個點(diǎn)上，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱會聚集于中央塔內(nèi)，隨后被遞送到包含有金屬氧化物的反應(yīng)器內(nèi)。當(dāng)金屬氧化物被加熱時，會釋放出氧原子，留下的新化合物會四處搜尋新的氧原子。隨后，他們再將蒸汽流引入該系統(tǒng)中，水分子中的氧氣會依附到金屬氧化物的表面，釋放出的氫分子聚合在一起就形成了氫氣。

新的水分解技術(shù)與其他水分解技術(shù)的關(guān)鍵區(qū)別在于，能讓兩個化學(xué)反應(yīng)在同一溫度下發(fā)生。盡管這一技術(shù)可以以較低的成本產(chǎn)生大量氫氣，但對其進(jìn)行商業(yè)化開發(fā)可能還需數(shù)年時間。

編輯圈點(diǎn)

太陽能分解水制氫的技術(shù)攻關(guān)，的確在為迎接“氫經(jīng)濟(jì)”時代做準(zhǔn)備，但人類離真正邁入這一場景還早著呢。因此研究人員不妄談其技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，是科學(xué)且實(shí)際的。

生命科學(xué)

新的合成分子可抑制結(jié)核桿菌生長

韓國研究人員發(fā)現(xiàn)，一種新的合成分子有望成為治療結(jié)核病的候選藥物，小鼠實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了其療效：該合成分子可以抑制結(jié)核桿菌生長，同時，與現(xiàn)有的很多抗結(jié)核藥物相比，細(xì)菌更難以對其產(chǎn)生耐藥性。如果臨床試驗(yàn)證明其對人類安全、有效，將有望挽救更多人的生命。

研究人員稱，這種合成抗菌分子具有新的作用機(jī)制——抑制ATP（一種為細(xì)胞的大多數(shù)酶提供能量的化合物）的合成，從而阻止結(jié)核分枝桿菌生長。他們開展的測試表明，該合成分子能夠成功治療小鼠結(jié)核病。

如果這種藥物最終進(jìn)入臨床應(yīng)用，另一個挑戰(zhàn)將是防止結(jié)核桿菌快速進(jìn)化出“對策”。但研究人員表示，該分子屬于一類新的合成化學(xué)物質(zhì)，與現(xiàn)有的抗結(jié)核藥物沒有相似之處，這可能使得細(xì)菌難以對它產(chǎn)生耐藥性，從而無法發(fā)展出耐藥菌株。

編輯圈點(diǎn)

時至今日，結(jié)核病依然在侵蝕很多人的健康，其中的超級耐藥結(jié)核病更是難纏。新的合成藥物在抗耐藥方面的不俗表現(xiàn)，使它有可能成為征服這種古老疾病的重要武器。

生命科學(xué)

納米鉆石“溫度計(jì)”測量活細(xì)胞溫度更精準(zhǔn)

納米鉆石可用于量子計(jì)算機(jī)中處理量子信息，而哈佛大學(xué)的研究人員利用納米鉆石的量子效應(yīng)，將其變?yōu)椤皽囟扔?jì)”，測量出了人類胚胎干細(xì)胞內(nèi)部的溫度變化，精確度是現(xiàn)有技術(shù)的10倍。通過加入金納米粒子，研究人員還能夠利用激光對細(xì)胞的特定部分加熱甚至殺死細(xì)胞，這有望提供一種新的治療癌癥而不損害健康組織的方法，以及研究細(xì)胞行為的新手段。

目前也有一些其他測量細(xì)胞溫度的方法，比如利用熒光蛋白或碳納米管，但這些測量手段在敏感性和準(zhǔn)確度方面都有欠缺，因?yàn)槠渲械囊恍┏煞謺图?xì)胞內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。而納米鉆石“溫度計(jì)”的敏感度至少提高了10倍，能夠檢測出細(xì)微到0.05開的溫度波動。而且其還有改進(jìn)的余地，因?yàn)樵诨罴?xì)胞外部，該“溫度計(jì)”的敏感度已經(jīng)達(dá)到0.0018開的溫度波動。

編輯圈點(diǎn)

這樣的“溫度計(jì)”應(yīng)該造價(jià)不菲，好在鉆石是納米級的。而其能夠檢測出細(xì)微到0.05開的溫度波動，讓其他測溫方法望塵莫及，我們有理由相信，這項(xiàng)技術(shù)不僅僅只應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

生命科學(xué)

用動物活組織也可培育出人耳

美國科學(xué)家們利用從牛和羊身上提取出的活組織培育出了人造耳，這一器官有望用來替代病人受損或已經(jīng)失去的部分耳朵。

麻省總醫(yī)院的科學(xué)家用從牛身上提取出來的膠原結(jié)締組織來形成人的耳廓并用鈦線將其固定在合適的地方，隨后，他們將從羊身上提取出來的耳朵軟骨細(xì)胞“播種”在這些多孔的膠原結(jié)締組織周圍，軟骨細(xì)胞在這些多孔的膠原纖維內(nèi)發(fā)育成了耳朵。這是科學(xué)家們在3D生物工程器官領(lǐng)域取得的最新進(jìn)展，這一領(lǐng)域的主要目的是在實(shí)驗(yàn)室中培育出替代性的人類器官。

科學(xué)家們表示，目前制造出的這種人造耳只是一種“概念”模型，在將其移植到人體前，還需要進(jìn)一步的研究。不過，他們認(rèn)為，罹患先天性小耳畸形的兒童可能很快可以進(jìn)行人造耳的移植手術(shù)，這些替代耳有望與他們的大腦永久地結(jié)合在一起。

編輯圈點(diǎn)

培植耳朵的歷史已有20多年，由簡單到復(fù)雜，人耳培植技術(shù)的成熟將為更復(fù)雜器官的培植奠定基礎(chǔ)，這不光能解決先天器官發(fā)育不足的問題，對后天創(chuàng)傷也能像更換機(jī)器配件那樣完美修復(fù)。

材料科學(xué)

立方氮化硼首次在自然界中找到

日前，國際礦物學(xué)協(xié)會正式承認(rèn)了一種新的礦物——立方氮化硼，其由美國、中國和德國的地質(zhì)學(xué)家組成的國際研究團(tuán)隊(duì)于2009年在自然界中找到，并被命名為qingsongite。而在此前，該礦物只能在實(shí)驗(yàn)室中合成。

立方氮化硼是一種重要的技術(shù)材料。其具有高密度的特性，硬度可媲美鉆石，常被用作磨料和刀具材料。直至2009年，這個國際研究團(tuán)隊(duì)才在中國青藏高原南部山區(qū)地下約306公里深處古海洋地殼的富鉻巖內(nèi)找到了這種礦物，其在大約1300攝氏度高溫、118430個大氣壓的高壓條件下形成了晶體。該團(tuán)隊(duì)以中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所教授方青松的名字將新礦物命名為qingsongite（詞尾ite代表鹽類）。

編輯圈點(diǎn)

立方氮化硼磨具不僅能勝任難磨材料的加工，還能有效提高工件的磨削質(zhì)量。目前國內(nèi)該材料生產(chǎn)廠家雖多，但高質(zhì)量的不多，而其在自然界中被找到，或?qū)⑵鋺?yīng)用推向新的階段。

生命科學(xué)

脊髓損傷小鼠的免疫功能被成功恢復(fù)

美國俄亥俄州立大學(xué)維克斯納醫(yī)療中心腦和脊髓修復(fù)中心的研究人員開展的一項(xiàng)最新研究顯示，脊髓損傷小鼠的免疫功能有可能得到恢復(fù)。

脊髓損傷的人往往免疫功能也受到損傷，這使他們更易被感染。這些人的免疫力遭到抑制的原因不明，但這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，一種被稱為自主神經(jīng)反射異常的疾病可以引起免疫抑制。

研究人員發(fā)現(xiàn)，自主神經(jīng)反射異常會在脊髓損傷小鼠體內(nèi)自發(fā)發(fā)展，并隨著時間的推移變得更加頻繁。他們還發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷的人每天也會頻繁進(jìn)行一些可激活正常脊髓自主反射的簡單活動，如排便或排尿，從而抑制了自身的免疫功能。

在這項(xiàng)新研究中，他們還通過一位高位脊髓損傷患者觀察到，短暫地誘發(fā)自主神經(jīng)反射異常，可使免疫功能受損，由此確認(rèn)他們的小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果也與人類有相關(guān)性。

編輯圈點(diǎn)

脊髓損傷的恢復(fù)過程漫長而痛苦。此次實(shí)驗(yàn)成果，初步鎖定去甲腎上腺素和糖皮質(zhì)激素兩大誘因，這些努力為人類最終征服這種頑疾、把自由歸還給每一位患者奠定了基礎(chǔ)。