"麦片效应"启发科学家开发出一种更高效的集水系统

"麦片效应"启发科学家开发出一种更高效的集水系统 沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员在表面上涂上一层润滑油膜，发现它能使水滴更快地结合，类似于"麦片效应"。领导这项研究的马库斯-林说："我们对设计能促进水凝结的表面很感兴趣，水凝结具有重要的传热和集水应用价值。想想水在冰冷的汽水罐上凝结的情形。水滴只有长到足够大，重力把它们拉下来才能移动。"研究人员认为，添加一层薄薄的油膜可以润滑表面，使水滴移动得更快，为水滴的进一步凝结腾出空间，从而提高凝结率。这确实奏效了。但水滴的反应却让他们大吃一惊。他们观察到，大小从几十微米到几毫米不等的凝结水珠自发地跳起了复杂的集体"舞蹈"。液滴以蛇形方式运动，直到润滑剂耗尽，才转为圆周运动。当移动的液滴不断在表面重新分配润滑剂时，它们又重新开始了曲折的舞蹈。林说："它们最初以蛇形方式运动，然后过渡到圆周运动，然后再返回。这些运动的尺度从微米到几厘米不等，持续时间长达数小时。"就像牛奶中的麦片一样，油中的冷凝液滴也会被邻近的液滴吸引。较大的液滴在与路径上较小的液滴合并时释放出的能量推动了它们的自我推进。研究人员说，随着淡水资源的压力越来越大，能够通过简单的冷凝从空气中有效捕捉水而不需要输入能量的装置受到广泛推崇。这在沙特阿拉伯等干旱地区尤为重要。林说："通过优化冷凝液滴的集体运动，我们可以大大提高冷凝率，从而设计出更高效的集水系统。"研究人员计划进一步探索水滴复杂舞动的驱动因素，特别是从蛇形运动到圆形运动的转变。这项研究发表在《物理评论快报》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家提出搜寻暗物质的新方法

科学家提出搜寻暗物质的新方法 自暗物质被发现以来，科学家们一直未能探测到它，即使几十年来在世界各地部署了多个超灵敏粒子探测器实验也无济于事。现在，美国能源部（DOE）SLAC 国家加速器实验室的物理学家们提出了一种利用量子设备寻找暗物质的新方法。SLAC物理学家丽贝卡-利恩（Rebecca Leane）是这项新研究的作者之一，她认为大多数暗物质实验都在寻找银河系暗物质，这种暗物质会直接从太空发射到地球上，但另一种暗物质可能已经在地球周围徘徊了很多年。利恩说："暗物质进入地球后，会四处弹跳，最终被地球的引力场困住。随着时间的推移，这种热化暗物质的密度会比少数松散的星系粒子更高，这意味着它更有可能撞上探测器。不幸的是，热化暗物质的移动速度要比银河系暗物质慢得多，这意味着它传递的能量要比银河系暗物质少得多传统探测器可能无法看到。"有鉴于此，利恩和 SLAC 博士后研究员阿尼尔班-达斯找到了 SLAC 的科学家诺亚-库林斯基，他是一个新实验室的负责人，主要研究用量子传感器探测暗物质。库林斯基说，科学家通常认为这是因为冷却系统不完善或环境中存在热源。但他说，可能还有其他原因："如果我们实际上有一个完美的冷系统，而我们无法有效冷却它的原因是它不断受到暗物质的轰击呢？"达斯、库林斯基和利恩想知道，超导量子设备是否可以重新设计为热化暗物质探测器。根据他们的计算，激活量子传感器所需的最小能量足够低，约为千分之一电子伏特，因此它可以探测到低能量的银河系暗物质以及悬浮在地球周围的热化暗物质粒子。当然，这并不意味着暗物质是量子设备失灵的罪魁祸首只是说它是可能的，下一步就是要弄清楚他们能否以及如何将敏感的量子设备变成暗物质探测器。因此，有几件事需要考虑。首先，也许有更好的材料来制造这种装置。利恩说："我们一开始考虑的是铝，这只是因为铝可能是迄今为止用于探测器的特性最好的材料。但事实可能证明，对于我们正在研究的质量范围和我们想要使用的探测器类型，也许有更好的材料。"利恩说，还有一种可能性是，热化暗物质与量子设备的相互作用不会像银河系暗物质被怀疑与直接探测设备的相互作用那样。在这项研究中只是考虑了暗物质进入并直接弹开探测器的简单情况，但它还可以做很多其他事情。例如，其他粒子可能与暗物质相互作用，改变探测器中粒子的分布方式。"这就是在 SLAC 工作的好处之一。我们确实有相当多样化的小组在从事许多不同的科学研究，我觉得这个项目是 SLAC 研究的一个非常好的协同效应。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

钙过量 - 科学家开发出杀死癌细胞的新方法

钙过量 - 科学家开发出杀死癌细胞的新方法 钙离子在细胞功能中起着至关重要的作用，但如果钙离子含量过高，就会对细胞造成危害。研究人员最近开发出一种化合物，可通过调节细胞内的钙离子流入来靶向摧毁肿瘤细胞。这种创新方法利用了肿瘤组织内已有的钙离子，无需外部钙源。《Angewandte Chemie》杂志上发表的一篇论文详细介绍了这一研究成果。生物细胞需要钙离子来维持线粒体（细胞的动力室）的正常运转。然而，如果钙离子过多，线粒体过程就会失衡，细胞就会窒息。由韩国首尔梨花女子大学的尹珠英（Juyoung Yoon）领导的研究小组与来自中国的研究小组一起，利用这一过程开发出了一种协同抗肿瘤药物，它可以打开钙离子通道，从而在肿瘤细胞内引发致命的钙离子风暴。研究人员瞄准了两个通道，第一个是外膜上的通道，另一个是内质网中的钙通道，内质网也是一个储存钙离子的细胞器。位于外膜的通道在暴露于大量活性氧（ROS）时打开，而内质网中的通道则被一氧化氮分子激活。为了产生能打开外膜钙通道的 ROS，研究人员使用了染料吲哚菁绿。这种生物活性剂可通过近红外线照射激活，不仅能引发导致 ROS 的反应，还能使环境升温。研究小组解释说，局部高温会激活另一种活性剂 BNN-6 释放一氧化氮分子，从而打开内质网中的通道。在肿瘤细胞系试验成功后，研究小组又在植入肿瘤的小鼠体内测试了一种注射制剂。为了创造出一种生物兼容的复合药物，研究人员将活性成分装入了微小的改性多孔硅珠中，这种硅珠对人体无害，但能被肿瘤细胞识别并转运到细胞内。将这些微珠注入小鼠血液后，研究人员观察到药物在肿瘤内积聚。照射近红外线成功地触发了作用机制，接受这种制剂的小鼠几天后肿瘤就消失了。作者强调，这种离子流入方法可能也适用于相关的生物医学研究领域，因为类似的机制可以激活不同于钙离子通道的离子通道，从而找到新的治疗方法。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家提出预防流感传播的新方法：阻断糖分子以阻止病毒传播

科学家提出预防流感传播的新方法：阻断糖分子以阻止病毒传播 现在，一项在幼年小鼠身上进行的新研究表明，不让病毒颗粒附着在SA上不仅会限制甲型流感病毒感染的进入，还会阻碍它们的排出（脱落）和在小鼠之间的传播。这种感染是季节性流感的主要原因，每年造成 36000 多名美国人死亡。科学家们说，虽然有疫苗来预防感染和对症治疗，但它们并非万无一失，还需要更多的策略来防止感染扩散。在纽约大学格罗斯曼医学院研究人员的领导下，研究小组将一种神经氨酸酶直接放入小鼠鼻腔，使SA受体脱氨酰基化，已知这种酶能使SA酸松动，无法继续附着在细胞表面。结果显示，使用神经氨酸酶处理后，在测试的半打流感病毒株中，小鼠对小鼠的传播率大幅降低了一半以上（从 51% 到 100% ）。研究小组在美国微生物学会期刊《mBio》上发表的研究成果是在婴幼儿小鼠身上进行的。研究小组发现，婴幼儿小鼠与几个月大的小鼠或成年小鼠不同，它们的呼吸道上部有许多唾液酸。具体来说，研究小组阻断了两种SA，技术上称为α-2,3 SA和α-2,6 SA受体（锁）。众所周知，这两种物质广泛存在于人类的呼吸道中，研究人员说，这使得婴儿小鼠成为研究传染病在儿童中传播的一个强有力的可比模型，而儿童也被认为是流感在人群中传播的重要"驱动力"。这项研究的主要研究者、传染病专家米拉-奥蒂戈扎（Mila Ortigoza）博士说："如果进一步的人体实验证明是成功的，那么去氨酰化神经氨酸酶可能会阻止流感的传播。"Ortigoza是纽约大学朗格尼分校医学系和微生物学系的助理教授，他说："虽然目前的疫苗和治疗方法都是针对病毒的，但我们的研究首次证明，治疗宿主（受感染的小鼠或可能受感染的人类）以防止它们将病毒传播给另一个宿主，可能是另一种有效的抗击普遍性传染病的策略。"在考虑批准将神经氨酸酶作为人类治疗手段之前，还需要进行大量的临床研究。研究小组已经计划进行更多的实验，研究为什么婴儿更容易感染呼吸道病毒，以及阻断儿童体内的神经氨酸是否也能防止流感的传播。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现利用营养物质有效治疗癌症的新方法

科学家发现利用营养物质有效治疗癌症的新方法 一个国际研究小组开发出一种治疗癌症的新方法，利用营养物质重新激活癌细胞中休眠的代谢途径。研究小组利用一种广泛存在的氨基酸酪氨酸，以纳米药物的形式输送，改变了黑色素瘤（一种严重的皮肤癌）的新陈代谢，从而抑制了癌症的生长。澳大利亚是世界上皮肤癌发病率最高的国家。这种新方法可以与现有疗法相结合，更好地治疗黑色素瘤。这项技术还有可能治疗其他类型的癌症。这项研究由复旦大学的卜文波教授和悉尼科技大学的金大勇教授领导，最近发表在著名期刊《自然纳米技术》（NatureNanotechnology）上。酪氨酸在生物体内的生物利用率有限。然而，研究人员利用一种新的纳米技术，将酪氨酸包装成被称为纳米微粒的微小颗粒，这种微粒会被癌细胞膜吸引，并很容易分解，从而促进吸收。研究小组随后在小鼠和实验室中的人源黑色素瘤细胞中测试了这种创新疗法，发现酪氨酸纳米微粒重新激活了休眠代谢途径，引发了黑色素合成，抑制了肿瘤生长。"不受控制的快速生长是癌细胞区别于正常细胞的一个关键特征。在癌细胞中，一些新陈代谢途径被过度激活，而另一些则被抑制，从而为快速扩散创造了必要的环境，"金教授说。"虽然此前已开发出一些基于代谢的癌症药物，如阻碍乳腺癌中雌激素合成的芳香化酶抑制剂和针对各种癌症中糖酵解的HK2抑制剂，但这些药物都是通过抑制过度激活代谢途径来发挥作用的。""我们的研究首次表明，通过重新激活处于休眠状态的新陈代谢途径，可以阻止癌症的发生。而这可以通过使用简单的营养物质来实现，如氨基酸、糖和维生素，它们安全、易得、耐受性好，"卜教授说。不同类型的癌症会对不同的营养物质做出反应。黑色素瘤细胞是从产生黑色素的皮肤细胞黑色素细胞发展而来的。黑色素的生成需要酪氨酸，酪氨酸能刺激黑色素的生成，因此对黑色素瘤有效。黑色素合成的重新激活迫使黑色素瘤细胞减少糖酵解（将糖转化为能量的过程），这被认为是其抗癌作用的机制。黑色素瘤细胞也容易受到热应力的影响。研究人员发现，通过将酪氨酸纳米簇治疗与近红外激光治疗相结合，他们能够在六天后根除小鼠体内的黑色素瘤，而且在研究期间黑色素瘤不会再次发生。研究结果表明，利用纳米药物治疗癌症有望开辟一个新领域。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家揭示了制作更明亮、更高效、更稳定的OLED的方法

科学家揭示了制作更明亮、更高效、更稳定的OLED的方法 杜伦大学（Durham University）的科学家们发现了一种改进蓝色有机发光二极管（OLED）的新方法，引入了超荧光技术，使发光效率提高了三倍，发光更稳定。这一进步不仅能使显示器更亮、更耐用，还能大大提高能效。大多数现代智能手机和电视所使用的 OLED 显示屏都依赖于特殊有机分子的光发射。获得适用于显示器的稳定、高效的蓝光发射仍然是一项关键挑战。现在，杜伦大学的研究人员利用"超荧光"有机发光二极管找到了一种新的设计策略，即能量从"敏化剂"分子转移到单独的"发射器"分子。令人惊讶的是，研究小组发现，以前被认为是不良发光体的敏化剂分子在超荧光有机发光二极管中的表现却非常出色。"我们发现了一个'盲点'，在这个'盲点'中，被传统思维所忽视的材料在用作超荧光有机发光二极管的敏化剂时可以变得非常有效，"该研究的第一作者、杜伦大学的 Kleitos Stavrou 说。特别是在超荧光 OLED 中用作敏化剂时，发现 ACRSA 分子可将 OLED 效率提高三倍。研究人员将其归功于 ACRSA 的刚性分子结构和长寿命激发态。更引人注目的是，通过将 ACRSA 的能量转移到蓝色终端发射器，使用 ACRSA 等绿色敏化剂可实现深蓝光发射。该研究的资深作者、杜伦大学物理系的安德鲁-蒙克曼（Andrew Monkman）教授说："与设备中的直接蓝光发射相比，这种方法降低了激子能量，使蓝光 OLED 更加稳定、更加持久。"总之，该策略为稳定、高效的显示器提供了一种新的分子设计范式。蒙克曼教授说："我们的研究结果揭示了超荧光有机发光二极管尚未开发的领域，这将极大地拓宽下一代显示器的材料选择范围，同时还将减少多达 30% 的用电量。"研究人员下一步计划与工业合作伙伴一起进一步开发超荧光有机发光二极管，用于商业应用。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：