用細菌改造月壤 等

用細菌改造月壤

月壤缺少植物生長所必需的氮，且含有無法被植物吸收的不可溶磷，因此月壤不能像地球火山灰那樣支持植物生長。日前，中國農(nóng)業(yè)大學作物生理與栽培研究中心的孫振才博士與同事在《通訊—生物學》雜志上發(fā)表文章指出，組合利用3種細菌或可提高月壤內(nèi)可溶性磷的濃度，增強月壤肥力。

研究人員用膠質(zhì)芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、熒光假單胞菌處理了與“阿波羅14號”樣品組成成分類似的月壤模擬物，10至21天后，月壤模擬物中可溶性磷含量均提高200%以上。在處理后的月壤模擬物中種植本氏煙草種子，24天后這些植物的葉綠素含量比對照模擬物（含死細菌）中的植物高了104%。

此外，與對照模擬物中種植的植物相比，在經(jīng)3種細菌處理過18天的月壤模擬物中種植植物，種植6天后有更長的莖部和根部；種植24天后，植物的葉片更重、葉簇更寬。這些情況表明用這3種細菌處理的月壤模擬物能促進和維持本氏煙草的生長。

與患者肌肉相連的 仿生手

近日，瑞典查爾姆斯理工大學電氣工程系的一個研究團隊設(shè)計出一種可直接連接到人體神經(jīng)和骨骼系統(tǒng)的仿生手。

研究人員將鈦合金植入物置入一位單側(cè)肘下截肢患者的橈骨和尺骨的髓腔，并通過手術(shù)將被切斷的神經(jīng)轉(zhuǎn)移到游離肌肉移植物上以構(gòu)建電肌肉結(jié)構(gòu)?；颊叩募∪狻⒂坞x肌肉移植物和尺神經(jīng)都被植入了相應(yīng)的電極。鈦植入物的皮外延伸部分可與假肢相連，并為植入電極提供通信界面。日常使用顯示，這種仿生手改善了假肢的功能，提高了患者的生活質(zhì)量。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《科學·機器人》雜志上。

多功能心臟介入軟體機器人

在心血管微創(chuàng)手術(shù)中，外科醫(yī)生需要依靠特制的細絲導管將支架或其他材料送達特定的血管部位。然而，對于不停跳動的心臟，這一策略顯得困難重重，可操作性不高。

近日，美國波士頓大學機械工程系的一個團隊開發(fā)出一個毫米級的軟體機器人平臺。該平臺擁有一個支架裝置，可將柔性操作末端在上腔靜脈的心臟入口處進行固定，而末端仍能借助其靈活性將介入工具引導到心臟內(nèi)部的目標干預部位。

在右心房內(nèi)冠狀竇插管和三尖瓣環(huán)穿刺兩個示例性心內(nèi)手術(shù)中，該機器人平臺展現(xiàn)出強大的靈活性，能準確到達多個解剖目標，并進行穩(wěn)定的接觸以實現(xiàn)手術(shù)目的。相關(guān)研究于近日發(fā)表在《科學·進展》雜志上。

世界首個

可食用的可充電電池

目前，意大利理工學院的一個研究團隊正在進行一項令人驚嘆的技術(shù)研究。他們制作了世界上首個完全可食用的可充電電池，它可用于健康診斷、食品質(zhì)量監(jiān)測和可食用軟體機器人等。

據(jù)該項目的負責人馬里奧·凱羅尼介紹，這款電池的尺寸很小，目前的原型只有1厘米左右。它用維生素B2和槲皮素這兩種主要物質(zhì)作為正極和負極，持續(xù)保持和釋放電荷，還用活性炭攜帶電荷。此外，該電池還使用了蜂蠟、食用金和藻類等少量物質(zhì)。

盡管這種電池目前還無法為手機充電，但這款概念驗證電池在0.65伏電壓下可持續(xù)運行，維持48微安的電流12分鐘，足夠為LED或低功耗傳感器（如農(nóng)業(yè)上使用的傳感器）供電。

目前，實驗室研究人員正在研究藥丸大小的縮小版電池。研究人員的長遠目標是研制出能檢測感染和疾病指標的儀器，從而創(chuàng)造出可食用的人體監(jiān)測系統(tǒng)。

在可持續(xù)電池方面，意大利的研究小組并不是唯一朝著該方向發(fā)展的團隊。美國卡內(nèi)基梅隆大學團隊早在多年前就已嘗試使用墨魚墨汁發(fā)電，而英國劍橋大學團隊也研究證明，可以在鋁結(jié)構(gòu)中利用藻類進行發(fā)電。

利用雞毛廢料 制備潔凈能源

你可能想不到，如何處理雞毛也是個大問題。有研究小組證實，因為沒有更好的方法來處理雞毛，在全球范圍內(nèi)每年有4000萬噸的雞毛被焚燒。事實上，雞毛中蘊含著非常有價值的角蛋白。不久前，來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院和新加坡南洋理工大學的一個國際聯(lián)合研究小組取得了對雞毛的研究的新進展。他們開發(fā)了一種從雞毛中提取角蛋白的方法，然后通過一種環(huán)保的過程將其轉(zhuǎn)化為極小的纖維（稱為淀粉樣纖維）。這些角蛋白纖維能夠用于給氫燃料電池半透膜供電。

每個氫燃料電池的核心都有一層半透膜，它允許質(zhì)子通過，但阻擋了電子，迫使它們從帶負電的陽極流向帶正電的陰極，從而產(chǎn)生電流。氫燃料電池從氫和氧中產(chǎn)生無二氧化碳的電力，只釋放熱量和水。它們在未來可以作為可持續(xù)能源并發(fā)揮重要作用。氫燃料電池雖然環(huán)保，但在生產(chǎn)工藝上，為氫燃料電池提供電力的半透膜都是由昂貴且對環(huán)境不友好的“永久化學物質(zhì)”制成的，這些化學物質(zhì)有很高的毒性，且具有致癌性?，F(xiàn)在，借助這項新技術(shù)，不僅有害物質(zhì)被取代，還能阻止二氧化碳的排放，從而降低整體碳足跡。

這項研究成果已于近期發(fā)表在《美國化學學會應(yīng)用材料與界面》雜志上。

世界首例人類全眼移植手術(shù)完成

近日，美國紐約大學蘭貢醫(yī)療中心宣布了一項重磅突破——他們的手術(shù)團隊為一位因高壓電事故而失去左眼的46歲男子詹姆斯進行了全球首例全眼移植手術(shù)。醫(yī)生為他移植了來自捐獻者的左眼，包括眼球、周圍的血管、眼睛與大腦連接的關(guān)鍵視神經(jīng)，以及支持眼睛的眼窩和眼瞼等皮膚。此外，為了幫助恢復視神經(jīng)，他們?yōu)檎材匪咕植孔⑸淞藖碜跃栀浾叩奶厥飧杉毎?/p>

詹姆斯在移植手術(shù)后恢復得很好，醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn)，移植的眼睛看起來非常健康，其中血液流動良好，沒有排異反應(yīng)。目前詹姆斯還無法控制這只移植的眼睛，但他表示對這只眼睛已經(jīng)開始有感覺了，不過是在鼻子而不是眼瞼上——這可能需要緩慢生長的神經(jīng)重新定向。外科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)，詹姆斯移植的左眼中用于感光的視網(wǎng)膜受到了損傷，不過其中似乎有足夠的特殊細胞能完成將光轉(zhuǎn)換為電信號的工作。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)移植的左眼周圍肌肉開始有了微妙運動，從詹姆斯的大腦掃描結(jié)果中也發(fā)現(xiàn)其視神經(jīng)存在一些令人困惑的信號。幾個月前，詹姆斯出現(xiàn)了面部刺痛，這預示著其面部神經(jīng)或開始愈合。

這項突破為未來的視覺治療和相關(guān)醫(yī)學領(lǐng)域的進展開辟了新的可能性。

“露西”號飛越首個目標小行星

日前，美國航空航天局的“露西”號小行星探測器首次近距離飛越計劃中的第一個目標——小行星丁基內(nèi)什。然而“露西”號傳回的首批圖像顯示，丁基內(nèi)什并非“一顆”小行星，而是一對雙星。

據(jù)估計，在該雙星系統(tǒng)中，較大的小行星寬約790米，較小的小行星寬約220米。這次飛越主要目的是測試探測器的性能，研究團隊表示將利用這次飛越的數(shù)據(jù)為2025年下一次近距離觀察小行星做準備。

“露西”號探測器于2021年10月發(fā)射升空，其主要目的是調(diào)查木星—特洛伊族小行星。根據(jù)計劃，在飛越丁基內(nèi)什后，“露西”號將繼續(xù)繞太陽運行，并在2024年12月返回地球附近，借助地球的引力助推，飛越主帶小行星，在2027年前往木星—特洛伊族小行星。

人工智能助力 生態(tài)保護

在傳統(tǒng)的生態(tài)學研究方法中，為了測量生物多樣性，研究人員需要在灌木叢里尋找生物的蹤跡或糞便，這種方法不僅耗時費力，而且有時候并不一定準確。相比之下，通過聽動物的叫聲來測量生物多樣性就顯得更加簡便易行。因為不同的動物會發(fā)出不同的叫聲，這些聲音具有特定的頻率和節(jié)奏，可以通過錄音和分析來識別不同的物種。然而，這種“生物聲學分析”方法仍然存在一定的局限性。

為了解決這個問題，一組研究人員在德國維爾茨堡大學生態(tài)學家約爾格·穆勒的領(lǐng)導下，探索了一種更好的方法：他們利用人工智能技術(shù)開發(fā)了一種可以自動識別動物叫聲的模型。這種模型可以通過分析錄音數(shù)據(jù)來識別不同動物的叫聲，并且可以準確地判斷不同物種的存在與否。

研究人員從厄瓜多爾雨林的43個地點收集了錄音數(shù)據(jù)，這些聲音數(shù)據(jù)揭示了這片土地上豐富的生物多樣性。隨后，研究人員將這些錄音數(shù)據(jù)輸入到人工智能模型中，最終分辨出75種不同鳥類的叫聲。

這項技術(shù)能夠更加快速、準確地評估森林的生物多樣性，這為生態(tài)保護工作提供了更加科學、有效的支持，并有助于推動全球生態(tài)環(huán)境的改善和人類社會的可持續(xù)發(fā)展。