中国科学家制造出阻燃、抑烟和超疏水透明竹材

中国科学家制造出阻燃、抑烟和超疏水透明竹材 科学家用化学方法去除木纤维中的木质素，然后用有机玻璃或环氧树脂处理剩余材料。最终得到的材料是透明的、可再生的、与玻璃一样结实或比玻璃更结实，同时重量更轻、隔热性更好。不过，使用木材还是有一些问题。木材比玻璃更易燃，而且需求量大，需要很长时间才能补充库存。因此，在这项新研究中，中国中南林业科技大学（CSUFT）的研究人员转而使用竹子。竹子通常被称为'第二森林'，它的生长和再生速度极快，可以在四到七年的生长期内成熟并用作建筑材料，"该研究的通讯作者万才超说。"竹子的亩产量是木材的四倍，其卓越的效率是公认的"。竹子的内部结构和化学成分与木材非常相似，因此研究小组采用了相同的方法将其变成透明的。去除木质素后，竹子被注入一种无机液体硅酸钠，改变纤维对光线的折射，使其变得透明。然后，再进行处理，使材料具有疏水性或拒水性。最终的材料形成三层结构顶部是硅烷，中间是二氧化硅，底部是硅酸钠，这种竹材是透明的，透光率高达 71.6%，具有阻燃、防水、阻挡烟雾和一氧化碳的功能。在力学方面，它的弯曲模量为 7.6 GPa，拉伸模量为 6.7 GPa。它不仅可以用作建筑材料，而且在用作过氧化物太阳能电池的基板时，它就像一个光管理层。这使电池的功率转换效率提高了 15.29%。在未来的研究中，研究人员将重点关注这种透明竹子的大规模制造和多功能化。这项研究发表在《研究》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家首次利用血红蛋白制造出电池

科学家首次利用血红蛋白制造出电池 这正是科尔多瓦大学（UCO）物理化学（FQM-204）和无机化学（FQM-175）小组希望与卡塔赫纳理工大学（Polytechnic University of Cartagena）的一个小组共同验证和开发的成果。此前，牛津大学的研究和科尔多瓦大学（UCO）的一个最终学位项目表明，血红蛋白在还原和氧化（氧化还原）过程中具有良好的特性，而能量正是在这种系统中产生的。科尔多瓦大学研究团队。资料来源：科尔多瓦大学因此，研究小组通过一个概念验证项目，利用血红蛋白在电化学反应中将化学能转化为电能，开发出了第一种生物兼容电池（对人体无害）。锌-空气电池是目前市场上占主导地位的电池（锂离子电池）的最可持续替代品之一，利用锌-空气电池，血红蛋白将在这种电池中发挥催化剂的作用。也就是说，血红蛋白是一种蛋白质，负责促进电化学反应，即氧气还原反应（ORR），使空气进入电池后，氧气在电池的一个部分（阴极或正极）被还原并转化为水，释放出电子，并将其传递到电池的另一个部分（阳极或负极），在那里锌发生氧化。正如 UCO 研究员 Manuel Cano Luna 所解释的那样："要成为氧还原反应中的良好催化剂，催化剂必须具备两个特性：它需要快速吸收氧分子，并相对容易地形成水分子。而血红蛋白符合这些要求"。事实上，通过这个过程，研究小组成功地让他们的生物兼容电池原型在使用 0.165 毫克血红蛋白的情况下工作了 20 到 30 天。除了性能强大之外，他们开发的电池原型还具有其他优势。首先，锌空气电池与其他受湿度影响、需要在惰性气氛中制造的电池不同，锌空气电池更具可持续性，能够承受恶劣的大气条件。其次，正如卡诺-卢纳（Cano Luna）所言，"将血红蛋白用作生物相容性催化剂，对于在心脏起搏器等与人体结合的设备中使用这种电池来说，前景十分广阔，这种电池的工作pH值为7.4，与血液的pH值相似。此外，由于血红蛋白几乎存在于所有哺乳动物体内，因此也可以使用动物蛋白。"不过，他们开发的电池还有一些需要改进的地方。主要是它是一种原电池，因此只能放电。此外，它还不能充电。因此，研究小组已经在采取下一步措施，寻找另一种能将水转化为氧气的生物蛋白质，从而为电池充电。此外，这种电池只能在有氧气的情况下工作，因此不能在太空中使用。这项发表在《能源与燃料》（Energy & Fuels）杂志上的研究为电池的新功能替代品打开了大门，因为人们期待有越来越多的移动设备出现，而且对可再生能源的需求也在不断增加，因此有必要使用以化学能形式储存多余电能的设备。最重要的是，目前最常见的锂离子电池存在锂稀缺和作为危险废物对环境造成影响的问题。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家在实验室制造出至今最冷物质

科学家在实验室制造出至今最冷物质 根据发表在《Nature Physics》期刊上的一项研究，日美科学家在实验室内制造出至今。 在最新研究中，科学家使用激光，限制了 30 万个原子在光学晶格内的运动。该实验模拟了理论物理学家约翰·哈伯德于1963年首次提出的量子物理模型哈伯德模型。该模型允许原子展示不寻常的量子特性，包括电子之间的集体行为，如超导（导电而不损失能量）等。研究人员称，他们造出的冷却物质甚至比太空中已知最冷的区域旋镖星云还要冷，旋镖星云距离地球 3000光年，是围绕在半人马座中一颗垂死恒星周围的一团气体云。科学家们认为，旋镖星云正被星云中心垂死恒星喷出的冷膨胀气体冷却，因此此处的温度比宇宙其他部分还要冷，约为 1 开尔文或零下272摄氏度，仅比绝对零度（零下273.15摄氏度）高1摄氏度。但在最新实验中，镱原子的温度比旋镖星云的温度还要低。 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

科学家找到女性不孕的关键原因

科学家找到女性不孕的关键原因 多达 3.7% 的女性会因此而不孕，其中约 30% 的病例是由于基因变异造成的。参与领导这项研究的中国清华大学纪家葵教授多年来一直在研究这种病症。"2019年，我们的合作者李教授团队遇到了一个卵巢早衰的家庭，其中一个名为Eif4enif1的基因的变化似乎是该病的罪魁祸首，"纪教授说。研究人员决定在小鼠体内复制这种基因变化，试图了解它是如何影响人类不孕症的。他们的研究表明，这些小鼠的卵子受到线粒体细胞的动力室变化的影响，并将他们的新发现发表在《发育》杂志上。研究人员使用CRISPR技术在小鼠体内引入基因改变。他们让这些小鼠长大，然后将它们的生育能力与DNA未被编辑的小鼠的生育能力进行比较。该研究的第一作者、医学博士/博士生丁玉玺（Yuxi Ding，音译）发现，经过基因编辑的老龄小鼠的总卵泡（含有发育中卵子的小囊）平均数量减少了约40%（每窝幼鼠的平均数量减少了33%）。重要的是，当小鼠在培养皿中生长时，约有一半的受精卵无法存活到发育的早期阶段。这表明，与人类患者一样，这些小鼠也遇到了生育问题。当研究人员在显微镜下研究这些小鼠的卵子时，他们注意到它们的线粒体有些不同寻常。线粒体产生细胞（包括卵细胞）所需的能量。线粒体通常均匀地分布在整个卵子中，但具有基因变异的小鼠卵子中的线粒体却聚集在一起。纪教授说："实际上，我们对线粒体的差异感到惊讶。在我们做这项研究的时候，Eif4enif1和线粒体之间的联系还没有被发现过"。看来，这些行为不正常的线粒体很可能是造成这些小鼠生育问题的原因，因此研究人员提出，恢复线粒体的正常行为可能会改善生育能力。这项研究为今后人类不孕症的研究提供了方向，例如确定卵巢早衰患者的卵子中是否也存在线粒体缺陷，以及卵子受精后胚胎中是否也存在这些线粒体缺陷。此外，测试恢复线粒体的正常分布是否能提高生育能力也可能成为一种新的治疗策略。纪教授说："我们的研究表明，挽救卵细胞线粒体异常可能成为临床不孕症遗传变异患者的潜在治疗目标。"该研究得到了国家自然科学基金、首都医科大学杰出青年人才项目、中华人民共和国科学技术部和北京医院管理局青年项目的资助。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究人员制造出混合大脑：让一个物种的神经元帮助另一个物种

研究人员制造出混合大脑：让一个物种的神经元帮助另一个物种 大鼠（红色）和小鼠（绿色）神经元的混合体在混合大脑中形成了环形气味处理中心什么是混合大脑？听起来像是科幻电影情节中的东西或者是史蒂夫-马丁主演的80年代古怪喜剧但它实际上是两个物种细胞的结合，发育成一个完整的功能性大脑。因此，杂交脑通过创建"合成"神经回路来恢复受损或退化大脑的功能，对于推动再生神经科学的发展非常重要。在哥伦比亚大学欧文医学中心研究人员领导的一项新研究中，大鼠干细胞在发育初期就被引入到小鼠细胞中，从而产生了利用整合的大鼠细胞嗅觉的小鼠大脑。哥伦比亚大学瓦格罗斯内外科医学院遗传学和发育学教授、该研究的共同通讯作者克里斯汀-鲍德温（Kristin Baldwin）说："我们拥有漂亮的培养皿细胞模型和称为器官组织的三维培养物，它们都有各自的优点。但它们都无法让你确定细胞是否真正发挥了最高水平的功能。这项研究开始向我们展示，我们如何扩大大脑的灵活性，使其能够容纳来自人机界面或移植干细胞的其他类型的输入。"大鼠-小鼠嵌合体的制作示意图 Throesch 等人研究人员将大鼠胚胎干细胞植入小鼠胚泡（受精卵分裂而成的细胞团），然后将胚泡移植到代孕小鼠妈妈的子宫内发育。尽管在进化过程中存在差异（大鼠大脑发育较慢，体积较大），但研究人员观察到，大鼠细胞与小鼠神经元同步生长。在成熟的大鼠-小鼠或嵌合体中，大鼠细胞整合成整个小鼠大脑的神经回路，并与小鼠神经元形成活跃的连接。鲍德温说："几乎在整个小鼠大脑中都能看到大鼠细胞，这让我们相当惊讶。它告诉我们，插入的障碍很少，这表明许多种小鼠神经元都可以被类似的大鼠神经元取代。"接下来是测试大鼠细胞的功能能力，以及它们是否能取代受损的小鼠神经元。研究人员开发了小鼠模型，这些小鼠的嗅觉神经元（OSNs）在基因上有缺陷或被消融，即被破坏，而嗅觉神经元是检测和传递气味信息的神经元。他们发现，大鼠细胞拯救了小鼠大脑。鲍德温说："我们在每个小鼠笼子里都藏了一块饼干，结果非常惊讶地发现，它们能通过大鼠神经元找到饼干。"然而，与OSN被破坏的小鼠相比，OSN被基因沉默（即神经元存在，只是不工作）的小鼠找到饼干的成功率较低。这表明，增加替代神经元并非"即插即用"。如果想获得功能性替代神经元，可能需要清空闲置在那里的功能障碍神经元，这可能是某些神经退行性疾病的情况，也可能是自闭症和精神分裂症等神经发育障碍的情况。研究人员在研究中遇到的一个问题是，大鼠细胞随机分布在不同的小鼠体内，这阻碍了他们将研究扩展到其他神经系统。目前，他们正试图找到驱动插入细胞发育成特定细胞类型的方法，这可能会提供更高的精确度。扫清这一障碍将为创造具有灵长类神经元的混合大脑铺平道路，这将帮助我们更接近了解人类疾病。这项研究发表在《细胞》杂志上。 ... PC版： 手机版：