研究显示电子烟可引起心律失常 可能“比传统香烟更糟糕”

研究显示电子烟可引起心律失常可能“比传统香烟更糟糕”暴露于电子烟气溶胶可以在动物模型中引起心律失常--包括早搏等形式。这些是路易斯维尔大学（UofL）克里斯蒂娜-李-布朗环境研究所的研究人员的一项新研究的结果。该研究于10月25日发表在《自然通讯》上，表明接触电子烟液中的特定化学物质会促进心律失常和心电功能紊乱。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1331171.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1331171.htm

脉冲场消融手术开始被用于治疗常见的心律失常

脉冲场消融手术开始被用于治疗常见的心律失常患有房颤的人，心脏的上腔（心房）不规则地跳动或"扑动"，因此血液不能很好地流向下腔（心室）。房颤可以是一次性的，偶尔的，也可以是永久性的状况。持续性房颤的治疗很重要，因为不规则跳动的心房很容易形成血栓，血栓可以脱落并在血液中循环，停留在大脑的血管中，引起中风。治疗方法包括减缓或恢复心律的药物治疗、减少血栓形成的血液稀释剂或手术。手术，即导管消融术，是对药物治疗没有反应的有症状的房颤的一种有效治疗。一根长而灵活的管子通过腿部、颈部或锁骨下的静脉被送入心脏血管。传统的方法是热消融，即对引起心律失常的组织进行加热或极冷处理，消融（破坏）该组织并形成疤痕组织，以帮助防止其复发。一项新的国际研究使用电脉冲来消融心脏组织，并发现它在治疗房颤方面与热能一样有效。此外，它更快，与热能有关的并发症的风险也更小。该技术被称为脉冲场消融，它使用电脉冲在心肌细胞的膜上形成微小的孔，导致细胞死亡。它以前被用来通过靶向和杀死肿瘤细胞来治疗癌症，但最近才被认为适用于治疗心律失常。这项研究在九个国家的41个地点进行：美国、加拿大、澳大利亚、奥地利、比利时、法国、日本、荷兰和西班牙。参与者有对药物治疗没有反应的房颤。一半的参与者患有阵发性房颤，即心律失常的发作是自行终止的，不会持续超过一周；另一半的参与者患有持续性房颤，即发作持续至少一周，不会自行终止。医生们首先对每个参与者进行了治疗，以获得脉冲场消融技术的经验，然后在所有地点进行了另外300次手术。在患有阵发性房颤的参与者中，66%的人在手术后3至12个月内没有发作过房颤。在那些患有持续性房颤的人中，55%的人在同一时期没有房颤发作。这些比率与热消融术的结果一致。与热消融相比，手术相关的不良事件发生率非常低--每个参与者组中都有一个--热消融可能会对心脏瓣膜和血管造成损害。此外，脉冲场消融手术耗时不到一小时，比通常需要两个或更多小时才能完成的热疗方法快得多。所有参与者都报告了生活质量的明显改善。该研究的主要作者AtulVerma博士说："该手术的疗效与我们在热消融中看到的相似，但我们得到的速度更快，安全性更高。许多医生认为，脉冲场消融将成为未来消融的主要方式，所以从这个意义上说，这确实是一种范式转变。"研究人员注意到该研究的局限性，特别是没有使用对照组。虽然需要更大规模的研究来确认该程序的安全性，但研究人员相信，随着技术的进步，脉冲场消融的安全性和成功率将得到提高。该研究发表在《循环》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348761.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348761.htm

突破性人体研究证实"神奇材料"石墨烯是安全的

突破性人体研究证实"神奇材料"石墨烯是安全的临床试验透视首次人体受控接触临床试验使用的是超纯氧化石墨烯薄膜--一种与水兼容的材料。研究人员表示，还需要进一步研究这种氧化石墨烯材料或其他形式的石墨烯是否会产生不同的效果。研究小组还希望确定，长时间接触这种比头发丝还要细几千倍的材料是否会带来额外的健康风险。科学家于2004年首次分离出石墨烯，并将其誉为"神奇"材料。可能的应用领域包括电子产品、手机屏幕、服装、涂料和水净化。全世界都在积极探索石墨烯，以帮助对癌症和其他健康问题进行有针对性的治疗，并以植入式设备和传感器的形式使用石墨烯。不过，在用于医疗之前，所有纳米材料都需要经过测试，以确定是否存在潜在的不良影响。研究方法和结果爱丁堡大学和曼彻斯特大学的研究人员招募了14名志愿者，在严格控制的接触和临床监测条件下参与研究。志愿者们在从荷兰国家公共卫生研究所带到爱丁堡的一个专门设计的移动暴露室中骑自行车时，通过面罩呼吸了这种物质两个小时。在暴露前和每隔两小时测量一次对肺功能、血压、凝血和血液中炎症的影响。几周后，志愿者被要求返回诊所，重复接触不同大小的氧化石墨烯或清洁空气，以进行比较。结果发现，石墨烯对肺功能、血压或其他大多数生物参数没有不良影响。不过，研究人员注意到，吸入这种材料可能会影响血液凝结的方式，但他们强调这种影响非常小。结论和未来方向爱丁堡大学心血管科学中心的马克-米勒（MarkMiller）博士说："石墨烯等纳米材料前景广阔，但我们必须确保它们是以安全的方式制造的，然后才能更广泛地应用于我们的生活。能够在人体志愿者身上探索这种独特材料的安全性，是我们在了解石墨烯如何影响人体方面迈出的一大步。通过精心设计，我们可以安全地充分利用纳米技术"。曼彻斯特大学和巴塞罗那加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所（ICN2）的科斯塔斯-科斯塔雷洛斯（KostasKostarelos）教授说："这是有史以来第一项涉及健康人群的对照研究，它证明了非常纯净的氧化石墨烯（具有特定的尺寸分布和表面特征）可以进一步开发，从而最大限度地降低对人类健康的危害。""我们花了十多年的时间，从材料和生物科学的角度，同时也从临床能力的角度，通过召集该领域的一些世界顶尖专家，安全地开展了这项受控研究"。英国心脏基金会首席科学与医学官布莱恩-威廉姆斯（BryanWilliams）教授说："这种石墨烯可以安全地开发出来，而且短期副作用极小，这一发现为开发新设备、创新治疗方法和监测技术打开了大门。我们期待在更长的时间内看到更大规模的研究，以更好地了解我们如何安全地使用石墨烯等纳米材料，在向患者提供救命药物方面取得飞跃。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418551.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418551.htm

非线性电路利用石墨烯获取清洁电力 长期被认为不可能实现的技术成为现实

非线性电路利用石墨烯获取清洁电力长期被认为不可能实现的技术成为现实研究人员发现了一种利用石墨烯从环境热量中获取能量的方法，颠覆了长期以来形成的物理学理论。这一突破具有巨大的商业潜力，特别是在无线传感器方面。然而，费曼忽略了一些重要的东西，发表在《物理评论E》杂志上的一项题为"利用二极管的热波动为电容器充电"的新研究证明了这一点。论文的五位作者中有三位来自阿肯色大学物理系。据第一作者保罗-蒂巴多（PaulThibado）介绍，他们的研究严格证明了独立石墨烯的热波动在连接到具有非线性电阻的二极管和存储电容器的电路时，确实能通过给存储电容器充电产生有用功。支持这一发现的经验证据科学家们发现，当存储电容器的初始电荷为零时，电路会从热环境中汲取能量为其充电。研究小组随后证明，该系统在整个充电过程中都符合热力学第一和第二定律。他们还发现，较大的存储电容器可产生更多的存储电荷，而较小的石墨烯电容可提供更高的初始充电速率和更长的放电时间。这些特性非常重要，因为它们可以在净电荷损失之前，让存储电容器有时间与能量收集电路断开连接。这篇最新论文是在该研究小组之前两项研究的基础上发表的。第一项研究发表在2016年《物理评论快报》上，题为"独立石墨烯薄膜的反常动力行为"（AnomalousDynamicalBehaviorofFreestandingGrapheneMembranes）。在该研究中，Thibado和他的合著者确定了石墨烯独特的振动特性及其能量收集潜力。第二项研究发表在2020年的《物理评论E》上，题为"来自独立石墨烯的波动诱导电流"，他们在文章中讨论了一种使用石墨烯的电路，这种电路可以为小型设备或传感器提供清洁、无限的电力。这项最新研究更进一步，从数学上确定了一种电路的设计，这种电路能够从地球的热量中收集能量，并将其储存在电容器中，以供日后使用。蒂巴多解释说："从理论上讲，这就是我们要证明的。"有一些众所周知的能量来源，如动能、太阳能、环境辐射能、声能和热梯度能。现在还有非线性热能。通常，人们认为热能需要温度梯度。这当然是一种重要的实用动力源，但我们发现的是一种前所未有的新动力源。这种新动力不需要两种不同的温度，因为它只存在于一个温度下。"除蒂巴多外，共同作者还包括PradeepKumar、JohnNeu、SurendraSingh和LuisBonilla。库马尔和辛格是阿肯色大学的物理学教授，诺伊是加州大学伯克利分校的物理学教授，博尼利亚是马德里卡洛斯三世大学的物理学教授。十年探索这项研究代表了蒂巴多十多年来一直在研究的问题的解决方案，当时他和库马尔首次在原子水平上跟踪了独立石墨烯中波纹的动态运动。石墨烯于2004年被发现，是一种一原子厚的石墨薄片。二人观察到，独立石墨烯具有波纹结构，每个波纹都会随着环境温度的变化而上下翻转。蒂巴多说："越薄的东西越灵活。只有一个原子厚度的材料，没有比它更柔韧的了。它就像一个蹦床，不断地上下移动。如果你想阻止它移动，就必须把它冷却到20开尔文。"他目前开发这项技术的重点是制造一种他称之为石墨烯能量收集器（或GEH）的设备。GEH使用的是悬浮在两个金属电极之间的带负电的石墨烯薄片。当石墨烯向上翻转时，会在顶部电极中产生正电荷。当石墨烯向下翻转时，它在底部电极中产生正电荷，从而产生交变电流。将二极管反向接线，让电流双向流动，就能在电路中提供单独的路径，产生脉动直流电流，对负载电阻器做功。商业应用NTSInnovations是一家专门从事纳米技术的公司，拥有将GEH开发成商业产品的独家许可。由于GEH电路非常小，只有纳米大小，因此非常适合在硅芯片上大规模复制。当多个GEH电路以阵列形式嵌入芯片时，可以产生更大的功率。它们还可以在多种环境下工作，因此对于在更换电池不方便或昂贵的地方（如地下管道系统或飞机内部电缆管道）安装无线传感器特别有吸引力。NTSInnovations公司创始人兼首席执行官唐纳德-迈耶（DonaldMeyer）在谈到蒂巴多的最新研究成果时说道："保罗的研究让我们更加坚信，我们在石墨烯能量收集领域的发展方向是正确的。我们感谢与阿肯色大学的合作，将这项技术推向市场。"NTSInnovations的销售和营销副总裁RyanMcCoy补充说："电子行业对缩小外形尺寸、减少对电池和有线电源的依赖有着广泛的需求。我们相信石墨烯能量收集技术将对这两方面产生深远影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378571.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378571.htm

超薄、无线、光控起搏器可以为患者有效减少侵入性心脏手术

超薄、无线、光控起搏器可以为患者有效减少侵入性心脏手术该研究的研究员李鹏举拿着一个仅有1微米厚的心脏起搏器原型，该起搏器通过光脉冲运行心脏的泵血得益于一系列精心计时的电信号，但如果这些电信号没有按时发出，就会导致各种问题，如中风、心脏病发作甚至致命的器官衰竭。心脏起搏器可以监测和纠正这些异常节律，但它们需要进行侵入性手术，也有一定的风险。新装置的侵入性更小--它是一层仅一微米厚的薄膜，比人的头发丝薄约100倍，或者比最近用石墨烯制成的同样100微米厚的类似装置薄约100倍。它的重量只有五十分之一克，比普通起搏器轻250倍。它不需要电池，而是由光驱动。很明显，光线通常无法到达心脏（除非出了大问题），因此要在心脏旁插入一根极窄的光纤。光纤以特定的模式发光，从而触发薄膜产生电流。薄膜由两层P型硅制成--顶层点缀着纳米级的小孔，这些小孔可以限制电流，使设备能够按需刺激心脏的特定部位，产生所需的节律。研究小组先在实验室培育的人体心脏组织中测试了该装置，然后在离体大鼠心脏中进行了测试，接着在活体小鼠和大鼠身上进行了测试，最后在活体猪身上进行了测试。在所有情况下，该技术都能根据需要刺激心脏节律，只需要内窥镜手术，而不需要打开胸腔。这种薄型心脏起搏器目前的设计是临时性的，它能溶解到一种叫做硅酸的无毒化合物中，这样就不需要再做一次手术将其取出。但研究小组表示，未来的版本可以适应不同的持续时间。研究人员还表示，该设备可用于按需以特定模式刺激神经。这可用于治疗帕金森症或慢性疼痛等疾病症状。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420899.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420899.htm

研究人员实现用飞秒激光进行石墨烯纳米加工

研究人员实现用飞秒激光进行石墨烯纳米加工石墨烯于2004年被发现，它已经彻底改变了各种科学领域。它拥有高电子迁移率、机械强度和热导率等显著特性。人们投入了大量的时间和精力来探索它作为下一代半导体材料的潜力，催生了基于石墨烯的晶体管、透明电极和传感器等一系列有用部件。但是，为了使这些设备进入实际应用，关键是要有高效的加工技术，可以在微米和纳米尺度上构造石墨烯薄膜。通常，微/纳米尺度的材料加工和设备制造采用纳米光刻技术和聚焦离子束方法。然而，由于需要大规模的设备、冗长的制造时间和复杂的操作，这些都给实验室研究人员带来了长期的挑战。早在一月份，东北大学的研究人员创造了一种技术，可以对厚度为5至50纳米的氮化硅薄片进行微/纳米制造。该方法采用了飞秒激光，它发射出极短的快速光脉冲。事实证明，它能够在没有真空环境的情况下快速、方便地加工薄型材料。(a)激光加工系统的示意图。(b)石墨烯薄膜上32个激光点的形成。(c)经过多点钻孔的石墨烯薄膜的图像。通过将这种方法应用于石墨烯的超薄原子层，同一小组现在已经成功地进行了多点钻孔而不损坏石墨烯薄膜。他们的突破性细节于2023年5月16日在《纳米通讯》杂志上报道。东北大学先进材料多学科研究所的助理教授、该论文的共同作者YuukiUesugi说："通过对输入能量和激光射击次数的适当控制，我们能够执行精确的加工并创造出直径从70纳米--远小于520纳米的激光波长--到超过1毫米的孔。"通过扫描透射电子显微镜观察到的激光加工的石墨烯薄膜的图像。黑色区域表示打孔。白色物体表示表面污染物。资料来源：YuukiUesugi等人。在通过高性能电子显微镜仔细检查用低能量激光脉冲照射的区域时，上杉和他的同事发现，石墨烯上的污染物也已被清除。进一步的放大观察发现了直径小于10纳米的纳米孔和原子级缺陷，在石墨烯的晶体结构中缺少几个碳原子。石墨烯中的原子缺陷既是有害的也是有利的，这取决于应用。虽然缺陷有时会降低某些特性，但它们也会引入新的功能或增强特定的特性。通过高倍率透射电子显微镜获得的图像。红色区域表示纳米孔。蓝色区域表示污染物。箭头所指的位置存在原子缺陷。"观察到纳米孔和缺陷的密度随着激光射击的能量和数量成比例增加的趋势，使我们得出结论，纳米孔和缺陷的形成可以通过使用飞秒激光照射来操纵，"Uesugi补充说。"通过在石墨烯中形成纳米孔和原子级缺陷，不仅可以控制导电性，还可以控制量子级特性，如自旋和谷值。此外，这项研究中发现的通过飞秒激光照射去除污染物的方法可以开发出一种非破坏性和清洁地清洗高纯度石墨烯的新方法。"展望未来，该团队旨在建立一种使用激光的清洗技术，并对如何进行原子缺陷的形成进行详细调查。进一步的突破将对从量子材料研究到生物传感器开发等领域产生巨大影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363301.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363301.htm