以水和盐为介质的人造突触面世 有望研制出类脑计算系统

以水和盐为介质的人造突触面世有望研制出类脑计算系统荷兰乌得勒支大学和韩国西江大学科学家构建出一种新型人造突触。与传统基于固体材料的人造突触不同，新突触基于人脑内的介质水和盐。这项研究首次证明，与人脑相同的介质系统可处理复杂信息。相关论文发表于最新一期《美国国家科学院院刊》。突触是大脑中负责在神经元之间传输信号的通道组成部分。该人造突触尺寸为150微米×200微米，被称为离子电子忆阻器，包括一个充满水和盐离子的锥形微通道，能模仿突触行为。

韩国科学家研制出治疗骨骼破裂的新型“骨绷带”材料

韩国科学家研制出治疗骨骼破裂的新型“骨绷带”材料骨再生是一个复杂的过程，目前促进骨再生的方法，如移植物和应用生长因子，都面临着费用增加等挑战。然而，随着一种能够促进骨组织发育的压电材料的问世，这一研究取得了突破性进展。由材料科学与工程系（DMSE）SeungbumHong教授领导的KAIST研究小组于1月25日宣布，利用羟基磷灰石（HAp）独特的成骨能力，开发出了一种生物仿生支架，可在施加压力时产生电信号。这项研究是与全南国立大学聚合生物系统工程系的JanghoKim教授领导的团队合作进行的。HAp是一种存在于骨骼和牙齿中的基本磷酸钙物质。这种具有生物相容性的矿物质还具有防止蛀牙的作用，常用于牙膏中。骨再生领域的突破以往关于压电支架的研究证实了压电性在促进骨再生和改善各种聚合物基材料的骨融合方面的作用，但在模拟最佳骨组织再生所需的复杂细胞环境方面受到限制。然而，这项研究提出了一种新方法，利用HAp独特的成骨能力来开发一种模拟活体骨组织环境的材料。压电和地形生物仿生支架的设计和表征。(a)通过加入HAp的P（VDF-TrFE）支架提供的电学和地形学线索增强骨再生机制的示意图。(b)制作过程示意图。资料来源：KAIST材料成像与集成实验室研究小组开发了一种将HAp与聚合物薄膜融合在一起的制造工艺。通过对大鼠进行体外和体内实验，该工艺开发出的柔性独立支架在促进骨再生方面具有显著的潜力。了解骨再生原理研究小组还确定了其支架所依据的骨再生原理。他们利用原子力显微镜（AFM）分析了支架的电特性，并评估了与细胞形状和细胞骨骼蛋白形成有关的详细表面特性。他们还研究了压电性和表面特性对生长因子表达的影响。韩国科学技术院DMSE的Hong教授说："我们开发出了一种基于HAp的压电复合材料，它可以像'骨绷带'一样加速骨再生。他补充说："这项研究不仅为生物材料的设计提出了新的方向，而且在探索压电性和表面特性对骨再生的影响方面也具有重要意义。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418833.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418833.htm

中国科学家研制出高性能超长寿命锌离子水电池

中国科学家研制出高性能超长寿命锌离子水电池一个研究小组利用弱磁场和一种新型VS2材料开发出了一种先进的锌离子水电池，该电池的循环寿命更长。这一突破解决了锌枝晶生长和阴极材料限制的难题。资料来源：毛云杰锌离子水电池是锂离子电池的一种低成本、安全的替代品，具有很高的理论容量。然而，阴极材料有限的电化学性能和阳极上锌枝晶的生长降低了锌离子水电池的能量密度和循环寿命。要开发出更好的水性锌离子电池，设计高能量密度的阴极和抑制锌枝晶的生长非常重要。Zn-VS2AZIB的示意图和电化学性能。(b)富空位Zn-VS2AZIB的超长循环性能。(c)与其他阴极相比，富空位VS2的Ragone图。(d)由Zn-VS2电池供电的LED灯的光学照片。资料来源：毛云杰在这项研究中，研究小组克服了现有阴极材料的局限性和锌枝晶的生长问题。他们采用一步水热法和原位电化学缺陷工程来制造VS2材料。这种材料具有丰富的缺陷，能有效减少锌离子与VS2之间的静电作用。它允许Zn2+沿ab平面和c轴进行三维传输，因而具有出色的速率能力。虽然由于枝晶的生长，循环稳定性仍然是一个问题，但研究小组发现，引入外部磁场可以抑制枝晶的生长，并显著提高电池的使用寿命。在弱磁场下工作的高性能Zn-VS2电池显示出超长的循环寿命，并提供了高能量密度和功率密度。研究小组表示，这项工作可能会对未来的储能技术产生重大影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377317.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377317.htm

我国科学家研制出世界首款类脑互补视觉芯片 “天眸芯”

我国科学家研制出世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”清华大学类脑计算研究中心团队近日研制出了世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”，相关成果30日作为封面文章，发表于国际学术期刊《自然》。论文通讯作者、清华大学精密仪器系教授施路平介绍，在开放世界中，智能系统不仅要应对庞大的数据量，还需要应对如驾驶场景中的突发危险、隧道口的剧烈光线变化和夜间强闪光干扰等极端事件。而传统视觉感知芯片面对此类场景往往出现失真、失效或高延迟，限制系统的稳定性和安全性。为更好应对上述问题，清华大学类脑计算研究中心团队聚焦类脑视觉感知芯片技术，提出了一种基于视觉原语的互补双通路类脑视觉感知新范式。（新华社）

科学家研制出能将糖尿病伤口愈合速度提高3倍的新型凝胶

科学家研制出能将糖尿病伤口愈合速度提高3倍的新型凝胶糖尿病患者的自然伤口愈合过程常常受到影响，导致伤口久治不愈，有时会造成严重感染，甚至截肢。为了应对这一全球性的医疗挑战，新加坡国立大学（NUS）的一组科学家开发出了一种突破性的磁性凝胶，旨在加快糖尿病患者伤口的愈合。这种新方法不仅有望加快伤口恢复，还能降低伤口复发和随后截肢的可能性。每次治疗都需要在绷带上预先涂上含有促进伤口愈合的皮肤细胞和磁性颗粒的水凝胶。为了最大限度地提高治疗效果，会使用一个无线外磁装置来激活皮肤细胞，加速伤口愈合过程。理想的磁刺激持续时间约为一到两个小时。EzoicLab实验室的测试表明，与目前的传统方法相比，磁刺激治疗糖尿病伤口的愈合速度要快三倍左右。此外，虽然研究的重点是治愈糖尿病足溃疡，但该技术有可能治疗烧伤等各种复杂伤口。郑安迪助理教授（中）与新加坡国立大学的寿宇峰博士（右）和乐志成博士（左）共同开发了一种创新的磁性伤口愈合凝胶，有望加速糖尿病伤口的愈合。郑副教授拿着预装磁性凝胶的石膏，寿博士拿着磁刺激装置。图片来源：新加坡国立大学新加坡国立大学设计与工程学院生物医学工程系助理教授安迪-郑（AndyTay）带领由新加坡国立大学健康创新与技术研究所（NUSInstituteforHealthInnovation&Technology）的研究人员组成的团队说："传统的敷料在伤口愈合方面并没有发挥积极作用。敷料只是防止伤口恶化，患者需要每两三天换一次敷料。这给我们的医疗系统带来了巨大的成本，也给病人带来了不便。"相比之下，新加坡国立大学的独特发明采用了一种全面的'一体化'伤口愈合方法，从多个方面加速了伤口愈合过程。郑助教解释说："我们的技术解决了与糖尿病伤口相关的多个关键因素，同时控制伤口区域升高的葡萄糖水平，激活伤口附近休眠的皮肤细胞，恢复受损的血管，修复伤口内被破坏的血管网络。"新加坡国立大学团队在最近发表在科学杂志《先进材料》上的一篇论文中介绍了他们的创新成果。这项研究由新加坡科学技术研究局、南洋理工大学、中山大学和武汉理工大学的科学家合作完成。慢性糖尿病伤口：重大医疗挑战目前，全球有超过5亿人患有糖尿病，预计这一数字还将大幅上升。因此，慢性糖尿病伤口，如足部溃疡（最常见、最难治疗的伤口之一），已成为全球医疗保健的一大挑战。这些伤口的传统治疗方法往往不能令人满意，导致健康问题反复发作、久治不愈，在很多情况下还会导致截肢。全世界每年约有910万到2610万例糖尿病足溃疡，约15%到25%的糖尿病患者在一生中会患上糖尿病足溃疡。新加坡是全球糖尿病下肢截肢率最高的国家之一，平均每天约有四例。新加坡国立大学的一个研究小组开发出一种创新的磁性伤口愈合凝胶，有望加速糖尿病伤口的愈合，降低复发率，进而减少截肢事件的发生。将预先装有磁性水凝胶的绷带贴在伤口上，然后使用外部设备加速伤口愈合。资料来源：新加坡国立大学温和地"锻炼"皮肤细胞皮肤细胞在日常活动中不断受到机械力的作用。然而，伤口患者通常被建议不要进行剧烈活动，如行走，这可能会杀死对愈合至关重要的剩余细胞。郑副教授说："我们团队所取得的成果是，通过施加温和的机械刺激，确定了一个甜蜜点。其结果是，剩余的皮肤细胞得到了'锻炼'以愈合伤口，但并没有达到杀死它们的程度。"这种专门设计的伤口愈合凝胶含有两种美国食品和药物管理局批准的皮肤细胞--角质形成细胞（对皮肤修复至关重要）和成纤维细胞（用于形成结缔组织）--以及微小的磁性颗粒。当与外部设备产生的动态磁场相结合时，凝胶的机械刺激会促使真皮成纤维细胞变得更加活跃。这种创新型磁性水凝胶由新加坡国立大学的一个研究小组开发，它含有促进伤口愈合的皮肤细胞和磁性微粒，采用了一种"一体化"的综合伤口愈合方法，从多个方面加速了伤口愈合过程。资料来源：新加坡国立大学实验室测试表明，磁性伤口愈合凝胶增强了成纤维细胞的活性，使细胞的生长速度提高了约240%，胶原蛋白的产量增加了一倍多，胶原蛋白是伤口愈合的关键蛋白质。磁性伤口愈合凝胶还能改善与角质细胞的交流，促进新血管的形成。郑副教授补充说："我们采取的方法不仅能加快伤口愈合，还能促进伤口的整体健康，降低复发几率。"新加坡国立大学团队从2021年到2023年一直致力于该项目，以证明这种新方法的可行性。这项创新已经申请了专利。磁性伤口愈合凝胶在改善糖尿病伤口愈合方面显示出巨大的前景，它还可以彻底改变其他复杂类型伤口的治疗。研究论文的共同第一作者、新加坡国立大学设计与工程学院生物医学工程系研究员寿宇峰博士说："磁响应水凝胶与无线磁诱导动态机械刺激相结合，解决了伤口愈合的基本挑战，如创造有利的微环境和促进组织再生。这些原理和我们技术的适应性，以及它对病人的普遍易用性，意味着它可以应用于改善糖尿病以外的各种情况下的伤口愈合，包括烧伤和慢性非糖尿病溃疡。"研究人员正在进行更多测试，以进一步改进磁性伤口愈合凝胶，提高其有效性。他们还在与临床合作伙伴合作，利用糖尿病人体组织测试凝胶的有效性。郑副教授说："这是在主动伤口护理方面迈出的重要一步。"我们的目标是提供一种有效、方便的伤口愈合解决方案，改善全球数百万人的治疗效果。""伤口愈合，尤其是糖尿病足溃疡领域的伤口愈合，一直是一个具有挑战性的领域。"盛港综合医院骨科外科顾问FrancisWongKengLin助理教授说："糖尿病足患者的伤口愈合情况不如正常患者，他们的愈合过程往往需要很长时间。伤口愈合技术的进步将缩短患者的疗程，使他们能够尽快恢复生活，从而提高工作效率和生活质量。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392189.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392189.htm