微型机器人游入海洋 捕捉微塑料和细菌

微型机器人游入海洋捕捉微塑料和细菌访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN观看它们成群结队下水工作的视频：据《ACSNano》杂志报道，研究人员制造出了微小的磁珠，它们能在受污染的水中成群飞舞，捕捉微塑料和细菌等污染物。微塑料的尺寸为5毫米或更小，这给塑料污染问题增添了另一个层面，因为动物可以吃这些微塑料，从而可能受到伤害，或将微粒带入食物链，最终进入人类体内。到目前为止，人们还不完全了解微塑料对人类健康的影响。然而，微塑料本身并不是唯一令人担忧的问题。这些碎片会吸引细菌，包括病原体，这些细菌也会被摄入。为了同时清除水中的微生物和塑料，马丁-普梅拉及其同事转而使用微型机器人系统，该系统由许多小部件组成，模仿自然界的鱼群（如鱼群）协同工作。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人，它们可以收集细菌和小块塑料。资料来源：美国化学学会为了制造这种机器人，研究小组将带正电荷的聚合物股与磁性微粒连接起来，磁性微粒只有在暴露于磁场时才会移动。从磁珠表面辐射出来的聚合物链既能吸引塑料，也能吸引微生物。单个成品机器人的直径为2.8微米。当暴露在旋转磁场中时，机器人就会聚集在一起。研究人员发现，通过调整自组织成扁平集群的机器人数量，他们可以改变蜂群的运动和速度。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人（浅黄色），它们可以收集细菌（绿色）和小块塑料（灰色）。来源：改编自ACSNano2024，DOI:10.1021/acsnano.4c02115在实验室实验中，研究小组通过在水箱中加入荧光聚苯乙烯珠（1微米宽）和活跃游动的铜绿假单胞菌（可引起肺炎和其他感染），复制了环境中的微塑料和细菌。接下来，研究人员在水箱中加入微型机器人，并将其置于旋转磁场中30分钟，每10秒钟开关一次。机器人的浓度为每毫升7.5毫克，这是测试的四种浓度中最密集的一种，捕获了大约80%的细菌。同时，在相同的浓度下，游离塑料珠的数量也逐渐减少，因为它们被吸引到了微型机器人上。随后，研究人员用永久磁铁收集机器人，并使用超声波将附着在机器人上的细菌分离出来。然后，他们将去除的微生物暴露在紫外线辐射下，完成了消毒。当再次使用时，经过消毒的机器人仍能拾取塑料和微生物，尽管两者的数量都较少。研究人员指出，这种微型机器人系统为清除水中的塑料和细菌提供了一种很有前景的方法。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430139.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430139.htm

细菌激活、自我组装的"纳米网"可捕获并杀死超级细菌

细菌激活、自我组装的"纳米网"可捕获并杀死超级细菌新出现的超级细菌问题是进化的一个缩影。从本质上讲，环境压力--如抗生素的杀伤力只留下了对药物有天然抗性的细菌。随着这些个体的生长和传播，最终整个群体都具有这种特性，使药物失去效力。这个过程随着一代又一代的抗生素重复了几十年，但我们已经没有选择了。在开发新药物的同时，科学家们正在试验控制细菌的替代方法，最好是它们无法进化出抗性的方法。这可能包括照明、涂层、分子钻、"毒箭"和液体金属粉碎机。现在，新加坡国立大学的研究人员正在为这个武器库添加一种新的武器。他们已经开发出能够在某些细菌存在的情况下自我组装的纳米网，困住这些细菌，使它们更容易受到抗菌分子的攻击。说明肽纳米网如何形成和捕获细菌的图示先进功能材料该团队设计了一系列短肽，由15至16个残基组成，它们可以处于休眠状态，直到检测到一个特定的触发器--两个分子是细菌膜的关键组成部分。当这些分子出现时，肽片段就会吸附在细菌上，并开始长成细长的纤维素，进而与附着在其他细菌上的纤维素形成交联。这很快就形成了一个大而纠结的混乱局面，将细菌困住。这反过来又阻止了它们的生长和扩散，或者可以与其他抗菌分子配对，把它们干掉。在对小鼠的测试中，纳米网对黏菌素抗药细菌显示出明显的功效，黏菌素是我们最后一线抗生素之一。重要的是，它们没有显示出对小鼠的任何毒性迹象。这些纳米网不仅对超级细菌具有天然的选择性，而且组成它们的肽可以被调整为针对不同的细菌。该团队表示，这项技术显示出作为一种潜在的新抗生素治疗方法的巨大前景，当然，在此期间还需要进行进一步的工作。该研究发表在《先进功能材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348219.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348219.htm

研究：水母黏液可去除水中微塑料

研究：水母黏液可去除水中微塑料研究发现，水母粘液可在水中去除65%至90%的微塑料等污染物质，为解决塑料污染增添助力。新华社报道，这项于上星期六（4月15日）发表在国际学术期刊《整体环境科学》（ScienceofTheTotalEnvironment）杂志上的研究，是由以色列布劳德工程学院研究团队领导。研究员发现，从一些水母中提取的黏液可在水中“捕获”微小颗粒并加速其沉淀，从而较为高效地去除微塑料等污染物质。此外，水母粘液去除微塑料的效果比水处理剂氯化铁（FeCl3）和活性炭过滤器（PAC）来得好。领衔研究的以色列布劳德工程学院教授萨巴赫（IsamSabbah）发声明说，研究表明一些水母黏液中含有一种糖蛋白，这种糖蛋白可吸附大小为100纳米至2000纳米的颗粒，使微小的纳米级颗粒立即沉降，从而去除水体中的微塑料成分。根据声明，该研究为欧盟GoJelly海洋微塑料研究项目的一部分，这一项目旨在寻找针对塑料污染的解决方案，利用胶质成分来攻克微塑料污染问题。研究人员计划将最新研究结果投入实际应用，如研发用于废水处理的生物过滤器，以减少进入土壤和海洋的纳米级微塑料。微塑料指直径小于5毫米的塑料颗粒，它们在海洋中的累积会污染生态系统。美国研究人员综合多年观测数据发现，自2005年以来，全球海洋中的微塑料污染物数量快速增长，目前可能共有超过230万吨微塑料漂浮在表层海水中。

新研究揭示了纳米塑料如何影响新陈代谢

新研究揭示了纳米塑料如何影响新陈代谢废旧塑料的猖獗排放正使全球的生态系统处于危险之中。一个主要的担忧是小塑料颗粒的扩散，通常被称为微塑料和纳米塑料。这些微小的颗粒已经在饮用水、食物、甚至空气的来源中被发现。纳米塑料可以通过食物和水被人类和动物吸收。人们担心微塑料会在体内长期积累。由于它们对人类健康的全部影响仍然未知，因此成为科学研究的对象，如莱比锡大学目前的研究。聚对苯二甲酸乙二醇酯，又称PET，是一种广泛使用的塑料。它被用来制造塑料袋以及实用的食品和饮料容器。到目前为止，人们对PET纳米塑料的破坏性影响知之甚少。在最近发表的一个研究项目中，莱比锡大学的科学家重点研究了PET纳米塑料对斑马鱼胚胎的影响。他们发现，这些微小的塑料颗粒在模型动物的几个器官中积累，包括肝脏、肠道、肾脏和大脑。此外，PET纳米塑料引起了胚胎的行为异常，因为观察到运动量减少。"我们的研究首次揭示了PET纳米塑料诱发的毒性途径以及完整的斑马鱼幼体的潜在破坏机制。我们发现，肝脏功能明显受损，并出现了氧化应激。"医学系医学物理学和生物物理学研究所的科学家AliaMatysik博士说："PET纳米塑料还影响了生物体的细胞膜和能量学。"PET的积累改变了生物体的生物化学特性高分辨率魔角旋转（HRMAS）是一种将核磁共振（NMR）应用于固体和软物质的非侵入性分析技术，被用来研究斑马鱼的胚胎。这种科学方法的优点是能够从外部观察物质，而不必，例如，损坏组织或将仪器插入体内。这项研究将斑马鱼细胞和组织的代谢研究与细胞检测和行为测试相结合。"我们使用最先进的分析性核磁共振方法，对受PET纳米塑料影响的代谢途径进行了全面的系统级了解。我们能够观察到PET的积累如何改变生物体的生物化学特性，"Matysik博士说。"这项研究发现强调了PET纳米塑料的不利影响，在斑马鱼胚胎中已经观察到了这种影响，也可能在哺乳动物和人类中发挥了作用。虽然我们对这个问题还没有明确的答案，但现在可以肯定的是，PET纳米塑料正在破坏我们的生态系统。在任何情况下，都应该防止塑料进入环境。"来自分析化学研究所的JörgMatysik教授说："据推测，避免这种形式的废物将是近期的巨大挑战。"他参与了他妻子的研究。莱比锡大学的科学家们计划继续进行这方面的研究，同时调查纳米塑料对大脑功能的影响。"我们已经看到PET纳米塑料在大脑中的积累。我们现在想弄清楚这是否对大脑功能和神经退行性疾病有影响，"AliaMatysik博士说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357511.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357511.htm

MIT研究人员开发出微型光子芯片 实现超快激光技术微型化

MIT研究人员开发出微型光子芯片实现超快激光技术微型化激光在日常生活中已相对普遍，但除了在狂欢派对上提供灯光表演和扫描杂货上的条形码外，激光还有很多用途。激光在电信、计算以及生物、化学和物理研究领域也具有重要意义。在后一种应用中，能够发射超短脉冲的激光器尤其有用，这种激光器的脉冲为万亿分之一秒（1皮秒）或更短。利用在如此小的时间尺度上工作的激光，研究人员可以研究极快发生的物理和化学现象--例如，化学反应中分子键的生成或断裂，或者材料内部电子的运动。这些超短脉冲还广泛用于成像应用，因为它们的峰值强度极大，但平均功率较低，因此可以避免加热甚至烧毁生物组织等样本。在《科学》杂志上发表的一篇论文中，加州理工学院电子工程与应用物理学助理教授阿里雷扎-马兰迪（AlirezaMarandi）介绍了他的实验室开发的一种在光子芯片上制造这种激光器（称为锁模激光器）的新方法。这种激光器使用纳米级元件（纳米是十亿分之一米）制造，可以集成到光基电路中，类似于现代电子产品中的电基集成电路。铌酸锂制成的纳米光子锁模激光器发出一束绿色激光。资料来源：加州理工学院马兰迪说："我们感兴趣的不仅仅是让锁模激光器更加紧凑。我们很高兴能在纳米光子芯片上制造出性能良好的锁模激光器，并将其与其他元件结合在一起。到那时，我们就能在集成电路中构建一个完整的超快光子系统。这将把目前属于米级实验的超快科学和技术财富带到毫米级芯片上"。超快激光与诺贝尔奖的认可这类超快激光器对研究工作非常重要，今年的诺贝尔物理学奖授予了三位科学家，以表彰他们开发出能产生阿秒脉冲的激光器（一阿秒等于一秒的五十亿分之一）。然而，这种激光器目前极其昂贵和笨重，马兰迪指出，他的研究正在探索在芯片上实现这种时间尺度的方法，这种芯片可以便宜很多，体积也更小，目的是开发出价格合理、可部署的超快光子技术。他说："这些阿秒级实验几乎都是用超快锁模激光器完成的。其中一些实验的成本可能高达1000万美元，而其中很大一部分就是锁模激光器的成本。我们很高兴能考虑如何在纳米光子学中复制这些实验和功能。"马兰迪实验室开发的纳米光子锁模激光器的核心是铌酸锂，这是一种具有独特光学和电学特性的合成盐，在这种情况下，可以通过应用外部射频电信号来控制和塑造激光脉冲。这种方法被称为腔内相位调制主动锁模。"大约50年前，研究人员在桌面实验中使用腔内相位调制来制造锁模激光器，并认为与其他技术相比，这种方法并不十分合适，"论文第一作者、前马兰迪实验室博士后郭秋实（音译）说。"但我们发现它非常适合我们的集成平台"。"除了体积小巧之外，我们的激光器还表现出一系列引人入胜的特性。例如，我们可以在很宽的范围内精确调节输出脉冲的重复频率。我们可以利用这一点来开发芯片级稳定频率梳状源，这对于频率计量和精密传感来说至关重要，"现任纽约城市大学高级科学研究中心助理教授的郭补充道。未来目标和研究影响马兰迪说，他的目标是继续改进这项技术，使其能够在更短的时间尺度和更高的峰值功率下运行，目标是达到50飞秒（飞秒是十万亿分之一秒），这将是他目前设备的100倍改进，目前设备产生的脉冲长度为4.8皮秒。介绍这项研究的论文题为"纳米光子铌酸锂中的超快锁模激光器"，发表在11月9日的《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398911.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398911.htm