澳大利亚科学家利用红血球创造出了世界上最小的胡子

澳大利亚科学家利用红血球创造出了世界上最小的胡子MCN工程与运营经理伯尼-奥勒鲁普（BernieOrelup）说："制作小胡子的过程就好比制作一个微型'Mr.Potato'人偶配件，我们将3D打印的聚合物树脂层叠在一根细小的柄上，然后用微型机械手将其巧妙地固定在一个红细胞上，从而精心制作出了这个小'Mo'。"血细胞从自愿捐献者的样本中分离出来，固定在涂金载玻片上，然后涂上一层15纳米厚的金属，成品艺术品的图像是用扫描电子显微镜（SEM）拍摄的。"为什么"要这么做可能是大多数人都会问的问题，而这不仅仅是一个制作微型艺术品的问题。该活动鼓励男性在一个月内从头开始留胡子，以提高人们对前列腺癌、睾丸癌以及男性自杀等问题的认识。这次的目标是强调献血的重要性。澳大利亚红十字会生命之血发言人艾莉森-古尔德（AlisonGould）说："献血不仅是帮助同伴的一种方式，也是在挽救生命的同时了解自身健康状况的好方法，每次献血都包括检查心率、血压，我们还会检查新男性献血者体内的铁储存水平。虽然这个小胡子很小，但我们希望它能产生很大的影响，激励一些男性（和女性）献血，为男性健康尽一份力。"您可以在下面的视频中仔细观察这款微型小胡子。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398739.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398739.htm

日本科学家创造出遥控半机械蟑螂

日本科学家创造出遥控半机械蟑螂日本研究人员近日设计了一个用于制造遥控半机械蟑螂的系统，该系统配备了一个微型无线控制模块，该模块由连接到太阳能电池的可充电电池供电。尽管有机械装置，但超薄的电子器件和柔性材料使昆虫能够自由移动。这些成就将有助于使半机械昆虫的使用成为实际的现实。由日本理化学研究所（RIKEN）先锋研究集群（CPR）的研究人员领导的一个国际团队9月5日在科学杂志《npj-柔性电子》上报告了这项成果。科学家们一直在尝试设计半机械昆虫来帮助检查危险区域和监测环境。然而，为了使半机械昆虫的使用具有实用性，处理者必须能够长时间远程控制它们。这就需要对它们的腿部部分进行无线控制，由一个微小的可充电电池供电。保持电池充足的电量是至关重要的--没有人希望有一群突然失去控制的半机械蟑螂在周围游荡。虽然可以建造为电池充电的对接站，但返回和充电的需要会扰乱时间敏感的任务。因此，一个最佳的方法是包括一个机载太阳能电池，可以持续确保电池保持充电状态。当然，所有这些都是说起来容易做起来难。为了成功地将这些设备集成到表面积有限的蟑螂身上，工程团队需要开发一个特殊的背包和超薄的有机太阳能电池模块。他们还需要一个粘附系统，以保持机械长时间的附着，同时还允许自然运动。在RIKENCPR的KenjiroFukuda领导下，研究小组用马达加斯加蟑螂进行了实验，这些蟑螂大约有6厘米（2.4英寸）长。他们使用一个特别设计的背包将无线腿部控制模块和锂聚合物电池安装在昆虫胸部的顶部。这是以一只模型蟑螂的身体为模型，用弹性聚合物进行3D打印。结果是一个与蟑螂的弯曲表面完全吻合的背包，使坚硬的电子设备能够稳定地安装在蟑螂胸部超过一个月。超薄的0.004毫米厚的有机太阳能电池模块被安装在腹部的背面。据Fukuda称：“安装在身体上的超薄有机太阳能电池模块实现了17.2mW的功率输出，这比目前活体昆虫上最先进的能量采集装置的功率输出大50多倍。”事实证明，超薄和灵活的有机太阳能电池，以及它与昆虫的连接方式，对于确保运动自由是必要的。在仔细研究了蟑螂的自然运动后，科学家们意识到腹部会改变形状，外骨骼的部分会重叠。为了适应这种情况，他们在薄膜上交织了粘性和非粘性部分，这使它们能够弯曲，但也能保持连接。当测试较厚的太阳能电池薄膜时，或者当薄膜被均匀地附着时，蟑螂跑相同的距离需要两倍的时间。它们在仰卧时也很难摆正自己的位置。一旦这些组件被整合到蟑螂体内，再加上刺激腿部节段的电线，新的机械人被测试。用假太阳光给电池充电30分钟，用无线遥控器让动物左右转动。“考虑到基本运动过程中胸部和腹部的变形，胸部的刚性和柔性元件以及腹部的超软装置组成的混合电子系统似乎是机械蟑螂的有效设计，”Fukuda说。“此外，由于腹部变形不是蟑螂所独有的，我们的策略可以适用于其他昆虫，如甲虫，甚至将来可能适用于像蝉这样的飞行昆虫。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312593.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312593.htm

科学家在最近发现的"温奇科姆"陨石中发现有关地球生命起源的新线索

科学家在最近发现的"温奇科姆"陨石中发现有关地球生命起源的新线索一类罕见的陨石被称为"碳质陨石"，富含碳和氮等化学物质，很可能在向早期地球输送水和有机分子的过程中发挥了关键作用。温奇科姆是一块碳质陨石，据广泛观测，它于2021年2月坠落在英国，在着陆约12小时后才采集到第一批样本。因此，它为科学家们提供了一个研究早期太阳系有机物成分的机会，而不会出现通常会影响陨石研究的严重陆地蚀变效应。纳米级分析与发现由利兹大学、曼彻斯特大学和约克大学的科学家组成的多学科研究小组与伦敦自然历史博物馆、钻石光源、美因茨马克斯-普朗克化学研究所的同事合作，并由德国明斯特大学牵头，首次在纳米尺度上对温奇科姆陨石中的有机物进行了深入分析。他们利用位于柴郡达尔斯伯里的超级电子显微镜设施（SuperSTEMFacility）中世界上功能最强大的电子显微镜之一，将同步辐射数据与有关有机物中存在的功能化学基团性质的超高分辨率光谱信息进行了独特的关联。这幅图示意性地展示了如何非常精确地提取陨石的极薄片，以便在X射线光束下（在钻石光源）或在电子显微镜下（在SuperSTEM）对富含碳化学物质的感兴趣区域进行进一步检查。资料来源：D.M.Kepaptsoglou，SuperSTEM这样就可以对含氮的生物相关分子（包括氨基酸和核碱基）进行引人注目的原位检测，而氨基酸和核碱基是生物学中使用的大型复杂蛋白质的基本组成部分。研究表明，温奇科姆仍然含有原始的地外有机分子，这些分子可能对早期地球生命的出现至关重要。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。利兹大学化学与加工工程学院高级电子显微镜学教授昆廷-拉马斯（QuentinRamasse）是SuperSTEM实验室电子显微镜小组的负责人，他介绍说："这项工作表明，最近电子显微镜仪器的进步，包括单色高能分辨率电子源和高灵敏度的新型探测器设计，使我们能够以前所未有的分辨率和效率分析地外有机物。这为今后利用紧凑型、易于获得的电子显微镜仪器以及同步辐射研究这些材料开辟了新的途径"。前沿技术和未来影响领导这项研究的明斯特大学高级研究员克里斯蒂安-沃尔默（ChristianVollmer）说："无需使用任何化学提取方法就能在温奇科姆鉴定出氨基酸和核碱基等生物相关分子，这令人非常兴奋，尤其是我们能够在纳米尺度上突出这些分子局部浓度的空间变化。这表明，我们的方法使得绘制陨石中的功能化学图谱成为可能，即使有机域的尺寸非常小，化合物的丰度非常低"。研究人员使用了超级电子显微镜实验室（SuperSTEMLaboratory），这是英国国家先进电子显微镜研究设施，由英国工程与物理研究理事会（EPSRC）支持。该设施拥有世界上研究物质原子结构最先进的设备，由利兹大学牵头的学术联盟（还包括参与该项目的曼彻斯特大学和约克大学，以及牛津大学、格拉斯哥大学和利物浦大学）支持运营。在X射线光束下（钻石光源）或在电子显微镜下（SuperSTEM），可以非常精确地提取陨石的极薄片，以富含含碳化学物质的感兴趣区域为目标，进行进一步检查。收藏温奇科姆陨石的自然历史博物馆研究员阿什利-金博士说："我们的观测结果表明，温奇科姆是碳质陨石收藏中的重要一员，其原始的成分使我们对早期太阳系有机分子的认识有了新的突破"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423728.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423728.htm

量子转折：科学家加热液体创造出超固体结构

量子转折：科学家加热液体创造出超固体结构当量子液体被加热时，可以出现结晶结构。研究人员发现，加热量子液体可以形成超固态结构，它同时表现出固体和超流体的特性。这个国际合作团队创建了第一个相图，揭示了超固态的形成与温度的关系。资料来源：奥胡斯大学超固体是一个相对较新和令人兴奋的研究领域。它们同时表现出固体和超流体的特性。2019年，三个研究小组首次在超冷量子气体中毫无疑问地证明了这种状态，其中包括来自因斯布鲁克大学实验物理系和因斯布鲁克奥地利科学院量子光学和量子信息研究所的弗朗西斯卡-费拉诺领导的研究小组。2021年，弗兰西斯卡-费拉诺的团队详细研究了镝原子双极气体中超固体状态的生命周期。他们观察到了一些意想不到的东西。FrancescaFerlaino团队的ClaudiaPoliti回忆说："我们的研究数据表明，温度的增加促进了超固态结构的形成。这种令人惊讶的行为是对理论的一个重要推动，因为之前的理论很少关注这种情况下的热波动。"因斯布鲁克的科学家们与托马斯-波尔领导的丹麦理论小组联合起来，探索热波动的影响。他们开发并在《自然通讯》上发表了一个理论模型，可以解释实验结果，并强调了加热量子液体可以导致量子晶体的形成这一论点。理论模型显示，随着温度的升高，这些结构可以更容易形成。FrancescaFerlaino高兴地说："有了新的模型，我们现在第一次有了一个相图，显示了超固态的形成与温度的关系。这种令人惊讶的行为与我们的日常观察相矛盾，它是由镝的强磁性原子的偶极-偶极相互作用的各向异性引起的。"这项研究是朝着更好地理解物质的超固态迈出的重要一步，由奥地利科学基金FWF、欧洲研究理事会ERC和欧盟等机构资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356843.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356843.htm

“为电子按下快门”的三位诺奖科学家

“为电子按下快门”的三位诺奖科学家（来源：瑞典皇家科学院）在颁奖之前，业界也普遍预期阿秒物理学是今年的大热门。作为“诺奖风向标”，去年的沃尔夫物理奖也颁给了费伦茨·克劳修斯、安妮·吕伊利埃，以及渥太华大学的PaulCorkum教授，以表彰他们“对超快激光科学和阿秒物理学的开创性贡献”。值得一提的是，吕伊利埃是诺贝尔物理学奖历史上第五位得奖的女性科学家，在周二组委会给她打电话通知获奖时，正在学校里讲课的她还多次按掉组委会的来电。与我们熟悉的秒一样，阿秒（attosecond）也是一种时间单位，计量上为10⁻¹⁸秒（0.000000000000000001秒），足以见得跨度之短暂。诺贝尔奖官方表示，这三名科学家展示了一种创造极短光脉冲的方法，这些光脉冲可以用来测量电子移动或能量变化的快速过程。电子的移动速度非常快，一度被认为是“无法追踪的运动”，而阿秒物理学则打破了这种不可能。（来源：中科院物理所、“中国光学”微信公众号）这一切的开端要从1987年开始说起，安妮·吕伊利埃当时发现，在红外激光通过稀有气体时，会产生许多不同的光的泛音。它们是由激光与气体中的原子相互作用引起，这种作用给予一些电子额外的能量，然后以光的形式发射出来。随后吕伊利埃继续探索这一现象，为后续的突破奠定了基础。在2001年，皮埃尔·阿戈斯蒂尼成功地产生并研究了一系列连续的光脉冲，每个脉冲只持续250阿秒。与此同时，费伦茨·克劳修斯在另一种类型的实验中，成功分离出可持续650阿秒的单个光脉冲，使得光脉冲宽度达到阿秒量级。这些科学家的努力，也使得人类能够在极短的时间尺度上研究各种物理、化学和生物过程，并且在医学、工业制造等领域展现出了潜在价值。（实验设置概述，来源：诺贝尔奖组委会）诺贝尔物理学奖评选委员会主席伊娃·奥尔森评价称：“现在我们可以打开通往电子世界的大门。阿秒物理学给了我们理解电子支配机制的机会，下一步将是利用它们。”“为电子运动拍照”的阿秒物理学在解释超短光脉冲的作用时，科学家们最喜欢举的例子是“相机快门”，不同尺度的脉冲正是“按下快门的速度”。上世纪80年代，人类将脉冲激光的宽度推进至飞秒领域，得以解锁对分子和原子运动的观察，而阿秒激光则能让人类观察分子和原子中电子的运动。美国物理协会主席、芝加哥大学教授BobRosner解读称，就像建房子一样，我们能够观察到地基、墙壁和房顶逐步搭起，而分子的组装也有这样的顺序，阿秒激光使我们能够观察分子组装的过程。在实际的应用领域，阿秒激光也在众多领域具有突出的应用价值，例如在医学成像中可以展现出更高的分辨率，而股民们非常熟悉的“飞秒（视力矫正）手术”也有希望进一步提高切割的精度，另外在光学材料、半导体等领域也大有可为。由于阿秒物理学研究的是电子运动，所以可以说世间万物都能在这项技术的助力下走上更高的台阶。（阿秒激光在部分领域的应用展望）物理学奖也是今年诺贝尔奖第二个出炉的奖项，明天同一时段将会颁发今年的诺贝尔化学奖。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387835.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387835.htm

科学家用光电谐振器带来蛋白质和材料的超快速电子表征

科学家用光电谐振器带来蛋白质和材料的超快速电子表征为了研究蛋白质--例如，在确定其生物作用机制时--研究人员需要了解样品中单个原子的运动。这很困难，不仅是因为原子是如此之小，而且还因为这种重新排列通常发生在皮秒，即万亿分之一秒。检查这些系统的一种方法是用超快的激光激发它们，然后立即用非常短的电子脉冲探测它们。根据电子在样品上的散射方式与激光和电子脉冲之间的延迟时间的关系，研究人员可以获得大量关于原子动态的信息。然而，表征初始电子脉冲是困难的，需要复杂的设置或高功率的太赫兹辐射。现在，筑波大学的一个研究小组利用一个光学谐振器来增强用晶体产生的太赫兹（THz）光脉冲的电场，这减少了表征电子脉冲持续时间所需的太赫兹光。太赫兹辐射指的是波长介于红外线和微波之间的光束。"对探测电子脉冲的精确表征是至关重要的，因为它持续的时间更长，而且与启动原子运动的激发激光束相比，通常更难控制，"共同作者YusukeArashida教授解释说。类似于一个具有正确声学的房间可以放大声音的感觉，一个谐振器可以增强波长与其大小和形状相匹配的太赫兹辐射的振幅。在这种情况下，该团队使用了一个蝴蝶形的谐振器，这是之前由一个独立研究小组设计的，用来集中脉冲的能量。通过模拟，他们发现电场增强集中在蝴蝶的"头"和"尾"的位置。他们发现，他们可以使用太赫兹条纹法测量电子脉冲持续时间，最高可达1皮秒以上。这种方法利用入射光线将电子脉冲沿垂直方向散开。在相机中形成一个"条纹"，时间信息现在被编码到所产生图像的空间分布中。高级作者MasakiHada教授说："使用电子脉冲的超快测量可以显示分子或材料的原子级结构动态，因为它们在被激光激发后会放松。"使用这种具有弱太赫兹场和几千伏/厘米强度的共振器被证明足以表征皮秒时间尺度的电子脉冲。这项工作可能会发展出对极短时间尺度的原子级运动进行更有效的检查，有可能有助于对生物分子或工业材料的研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335997.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335997.htm