研究人员首次让凝胶在生物体内触发了电极的产生

研究人员首次让凝胶在生物体内触发了电极的产生在隆德大学进行的实验中，一种含有酶的凝胶作为"组装分子"被注入斑马鱼和水蛭。由此，科学家们观察到，在斑马鱼的大脑、心脏和尾鳍以及水蛭的神经组织周围形成了电极。这些动物既没有受到凝胶的伤害，也没有受到电极的不利影响。"通过对化学成分的巧妙改变，我们能够开发出被脑组织和免疫系统接受的电极。斑马鱼是研究大脑中有机电极的极佳模型，"隆德大学医学院教授RogerOlsson解释说。一般来说，需要植入物体来启动体内的电路。毫不奇怪，该团队花了几年时间来开发这种凝胶，它需要正确的结构和成分才能在动物细胞中取得成功。"与身体物质的接触改变了凝胶的结构，使其具有导电性，而在注射前它并不具有导电性。"林雪平大学有机电子学实验室（LOE）的博士研究员XenofonStrakosas说："根据不同的组织，我们还可以调整凝胶的成分，以使电气过程进行。"虽然这一切现在听起来像科幻小说，但研究人员相信，从长远来看，这条研究道路将在人体中看到完全的集成电路--这可能会改变神经系统治疗的面貌。该团队承认有"一系列的问题需要解决"，但这项研究为生物电子学提供了一个新的视角。"几十年来，我们一直试图创造出模仿生物学的电子产品，"LOE的教授MagnusBerggren说。"现在，我们让生物学为我们创造电子器件"。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346211.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346211.htm

研究人员开发出一种能再现触感的超薄纹身

研究人员开发出一种能再现触感的超薄纹身触觉对于抓握和操纵物体、体验世界以及实现机器与人类之间的交流至关重要。通过可穿戴设备复制触觉有多种重要用途，例如为截肢者的机械臂提供反馈或为视障人士提供信息，以及在虚拟现实和游戏中使用。意大利技术研究所（IIT）的研究人员开发了一种超薄可穿戴电子纹身，能够通过热、电和机械刺激提供局部触觉。他们选择临时转印纹身纸作为制作设备的基底，因为这种纸能有效地转印到非平面表面，并能制作出与人体皮肤贴合良好的电极和电通路。在纹身纸上涂上一层1微米厚的对二甲苯以增强机械强度，然后直接在上面印上超薄导电银墨薄膜。然后再添加布线，接着是聚苯乙烯微粒，这种微粒能产生微小的空隙，用于吸附空气，最后在上面再涂一层聚对二甲苯。图片显示构成该装置的各层成分马佐塔和马托利/意大利技术研究所该装置的全部厚度只有几微米，通过电热气动刺激发挥作用。快速而局部的电加热会在两层聚对二甲苯之间产生少量空气。当空气膨胀时，接触装置的皮肤就能感受到空气产生的力量。在玻璃载玻片上测试完成的装置后，研究人员将电子纹身放在人的指尖上，以证明它能够引起触觉。在10次刺激中，受试者感觉到了9次，并且在测试过程中没有疼痛或温度升高。此外，该装置使用极小的电池供电，电压很低（低于300毫瓦），因此对佩戴者很安全。这项工作展示了单个taxel或TActile像素的功能，这是一种能识别与实物接触压力的传感器。研究人员正致力于开发更大型的触觉显示器，其中包含多个可相互独立激活的taxel，这样就能在皮肤上再现字母、数字和图案。研究人员说："在这项工作中，我们的重点是开发和表征单个分类单元。然而，这种方法、材料和制造技术可以扩展到实现更复杂的设备，如更大的可纹身触觉显示器。"他们认为，他们的方法有望用于开发轻便、便携的触觉显示器和设备。这项研究发表在《先进电子材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400233.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400233.htm

剑桥大学研究人员的新发现可能改变电化学设备的未来

剑桥大学研究人员的新发现可能改变电化学设备的未来艺术家绘制的水中电子聚合物图--同时传导离子电荷和电子电荷。资料来源：ScottT.Keene在快速发展的生物电子学领域，被称为共轭聚合物的软导电材料被用于开发可在传统临床环境之外使用的医疗设备。例如，这类材料可用于制造远程监测病人健康状况的可穿戴传感器，或积极治疗疾病的植入式设备。在这类设备中使用共轭聚合物电极的最大好处是，它们能够将负责大脑和身体电信号的离子与电子（电子设备中的电信号载体）无缝耦合。这种协同作用改善了大脑与医疗设备之间的连接，有效地转换了这两种信号。在发表于《自然-材料》（NatureMaterials）上的这项有关共轭聚合物电极的最新研究中，研究人员报告了一项意想不到的发现。人们通常认为，离子的运动是充电过程中最慢的部分，因为离子比电子重。然而，这项研究发现，在共轭聚合物电极中，"空穴"（供电子移动的空隙）的移动可能是材料充电速度的限制因素。研究人员使用专门的显微镜对充电过程进行了实时密切观察，发现当充电水平较低时，空穴的移动效率很低，导致充电过程比预期的慢得多。换句话说，与标准知识相反，在这种特殊材料中，离子的传导速度比电子快。这一意外发现为我们深入了解影响充电速度的因素提供了宝贵的线索。令人兴奋的是，研究小组还确定，通过操纵材料的微观结构，可以调节充电过程中空穴移动的速度。这种新发现的控制和微调材料结构的能力可以让科学家们设计出性能更好的共轭聚合物，从而实现更快、更高效的充电过程。第一作者、剑桥大学卡文迪什实验室和电气工程部的斯科特-基恩（ScottKeene）说："我们的发现挑战了人们对电化学设备充电过程的传统认识。在低水平充电过程中，作为电子移动空隙的空穴的移动效率会出奇地低，从而导致意想不到的减速"。这些发现影响深远，为未来生物电子学、能量存储和类脑计算等应用领域的电化学设备研发提供了一条大有可为的途径。这项研究的资深作者、工程系电子工程分部菲利普亲王技术教授GeorgeMalliaras说："这项工作阐明了共轭聚合物电化学掺杂过程中发生的基本步骤，并强调了聚合物带状结构的作用，从而解决了有机电子学中一个长期存在的问题。""随着对充电过程有了更深入的了解，我们现在可以探索创造能与人体无缝结合的尖端医疗设备、提供实时健康监测的可穿戴技术以及效率更高的新型能源存储解决方案的新可能性，"共同第一作者、剑桥大学卡文迪什实验室的AkshayRao教授总结道。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379111.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379111.htm

创造新的物质状态 - 研究人员发明了两种新型超导技术

创造新的物质状态-研究人员发明了两种新型超导技术研究人员通过一次排列一个原子的方法，成功地制造出了新型超导体，这有可能促进创新材料的开发和量子计算的进步。这项研究为克服天然材料的局限性提供了一种可行的方法，为未来电子和计算技术中的新型物质状态铺平了道路。未来的计算机是什么样的？它将如何工作？寻找这些问题的答案是基础物理研究的主要动力。从经典电子学的进一步发展到神经形态计算和量子计算机，有几种可能的方案。所有这些方法的共同点是，它们都基于新颖的物理效应，其中有些效应迄今为止只能在理论上预测。研究人员不遗余力地使用最先进的设备来寻找新的量子材料，以便创造出这种效应。但是，如果没有天然存在的合适材料怎么办？在最近发表于《自然-物理》（NaturePhysics）的一项研究中，UZH教授提图斯-诺伊佩特（TitusNeupert）的研究小组与位于德国哈勒（Halle）的马克斯-普朗克微结构物理研究所（MaxPlanckInstituteofMicrostructurePhysics）的物理学家密切合作，提出了一种可能的解决方案。研究人员自己一个原子一个原子地制造所需的材料。他们的研究重点是新型超导体，这种超导体特别有趣，因为它们在低温下电阻为零。超导体有时被称为"理想二磁体"，由于其与磁场的非凡相互作用，被许多量子计算机所采用。理论物理学家花了多年时间研究和预测各种超导状态。诺伊佩特教授说："然而，到目前为止，只有少数超导状态在材料中得到了确证。"在他们令人兴奋的合作中，哈佛大学的研究人员从理论上预测了原子应该如何排列才能产生新的超导相，德国的研究小组随后进行了实验，以实现相关的拓扑结构。他们利用扫描隧道显微镜，以原子精度将原子移动并沉积到正确的位置。同样的方法还用于测量系统的磁性和超导特性。通过在超导铌表面沉积铬原子，研究人员创造出了两种新型超导电性。类似的方法以前也曾用于操纵金属原子和分子，但直到现在，这种方法还不可能制造出二维超导体。这些结果不仅证实了物理学家们的理论预测，还让他们有理由推测用这种方法还能制造出哪些新的物质状态，以及它们如何被用于未来的量子计算机。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385313.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385313.htm

研究表明Apple Watch可以判断出心肌梗塞发作的症状

研究表明AppleWatch可以判断出心肌梗塞发作的症状发表在《德克萨斯心脏研究所杂志》上的研究表明，AppleWatch可以用来检查心脏病发作（心肌梗塞）的症状。当部分心肌因为流向心脏的血液受阻而得不到足够的氧气时，就会发生心肌梗塞。来自德克萨斯心脏研究所的研究人员一直在研究使用AppleWatch帮助诊断心肌梗塞症状，使用AppleWatchSeries4、5、6和7型号的心电图（ECG）功能来记录身体不同部位的多个心电图导联。心脏病发作后的治疗预后取决于治疗开始前的时间。超过一半的心肌梗塞患者在症状出现后一小时内死于急诊室或到达医院之前。研究表明，AppleWatch可以在症状出现时提供可靠的心脏病发作风险分析，向用户发出寻求紧急医疗的明确信号，并减少获得治疗的延误。医务人员通常使用传统的12导联心电图确认心肌梗死，这需要特定的设备和专业培训，而AppleWatch使用设备背面的正电极和数字表冠上的负电极来记录单导联心电图。因此，AppleWatch虽然不能取代医院级别的医疗设备，但可以为其他环境提供一种新的筛查工具。研究人员声称，AppleWatch显示出提前检测心肌梗塞的前景，因为多项研究显示，该设备可以记录多导联心电图信号，准确检测心脏病发作时的ST段变化。还需要更多的临床数据，但正在进行的研究让我们看到了一种新的健康监测功能，这种功能有一天可能成为AppleWatch的正式功能。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304701.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304701.htm

研究人员发明用于客观量化瘙痒程度的指戴式设备

研究人员发明用于客观量化瘙痒程度的指戴式设备Padmanabha（帕德马纳巴）的童年和青少年时期一直饱受严重湿疹引起的瘙痒之苦，因此他非常希望能帮助其他皮肤瘙痒的人。与之前其他实验性皮肤瘙痒检测可穿戴设备一样（是的，也有其他设备），卡内基梅隆大学的这款食指佩戴设备利用加速度计来检测与瘙痒抓挠相关的明显手指动作。然而，以前的传感器无法检测到的一点是抓痕的强度。换句话说，它们无法测量佩戴者手指对皮肤施加的压力。为了获取这些数据，帕德马纳巴在他的设备上配备了一个接触式麦克风。这种麦克风不会记录空气中传播的声波，因此不存在隐私问题，但它们可以记录固体物体的高频振动。在这种情况下，振动是由指甲在皮肤上移动产生的，而物体就是其中的一根手指。麦克风和加速度计数据由佩戴在患者前臂上的硬线印刷电路板处理。为了开发该电路板使用的软件，帕德马纳巴让20名志愿者在同一只手上佩戴传感器的同时，以不同强度抓挠压敏平板电脑的表面。通过将每次划痕的传感器数据与平板电脑记录的压力读数关联起来，一种机器学习算法能够为每次划痕分配一个从0到10的强度等级。即使这种可穿戴设备的商业版本永远不会被医生使用，帕德马纳巴及其同事也希望它能被用于测试止痒药物，或者仅仅作为一种让患者追踪自身症状的手段。他说："我曾参与过各种技术项目，但现在，受我个人奋斗经历的启发，我希望把目标锁定在瘙痒这件事上，它给我的生活带来了太多痛苦。"有关这项研究的论文最近发表在《通信医学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385315.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385315.htm