科学家找到从农业废弃物中提取与制造聚酰胺的新方法

科学家找到从农业废弃物中提取与制造聚酰胺的新方法聚酰胺具有韧性和柔韧性，可以扭曲和编织而不会断裂。图片来源：LorenzManker/EPFL这项发表在《自然-可持续发展》（NatureSustainability）杂志上的研究介绍了一种利用从农业废弃物中提取的糖核制造聚酰胺的新方法，聚酰胺是一类以强度和耐久性著称的塑料，其中最著名的是尼龙。这种新方法利用了一种可再生资源，同时还能高效地实现这种转变，并将对环境的影响降到最低。高精度挤出3D打印长丝。图片来源：LorenzManker/EPFL环境效益和效率Luterbacher说："典型的化石基塑料需要芳香族基团来赋予塑料刚性--这使塑料具有硬度、强度和耐高温等性能特性。在这里，我们得到了类似的结果，但使用的是糖结构，这种结构在自然界中无处不在，而且通常完全无毒，可以提供刚性和性能特性。"该研究的第一作者洛伦兹-曼克（LorenzManker）和他的同事们开发出了一种无催化剂工艺，可将木糖二甲基乙二酸酯（一种直接从木材或玉米棒等生物质中提取的稳定碳水化合物）转化为高质量的聚酰胺。该工艺的原子效率高达97%，令人印象深刻，这意味着几乎所有的起始材料都被用于最终产品，从而大大减少了浪费。挤压后的染色和天然聚酰胺纤维。图片来源：LorenzManker/EPFL生物基聚酰胺的性能可与化石基聚酰胺相媲美，为各种应用提供了一种前景广阔的替代材料。更重要的是，这些材料在多次机械循环中表现出显著的弹性，保持了其完整性和性能，而这正是管理可持续材料生命周期的关键因素。这些创新型聚酰胺的潜在应用领域非常广泛，从汽车零件到消费品，都能显著减少碳足迹。研究小组的技术经济分析和生命周期评估表明，与包括尼龙（如尼龙66）在内的传统聚酰胺相比，这些材料的价格具有竞争力，全球变暖潜能值最高可降低75%。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424203.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424203.htm

克服量子的限制 研究人员找到一种控制电子自旋的新方法

克服量子的限制研究人员找到一种控制电子自旋的新方法罗切斯特大学的一个研究小组在物理学副教授约翰-尼科尔的领导下，在《自然-物理学》杂志上发表了一篇论文，概述了操纵硅量子点--微小的、纳米级的半导体，具有显著特性的电子自旋的新方法，作为操纵量子系统信息的一种方式。尼科尔说："这项研究的结果为基于半导体量子点中的电子自旋的量子比特的相干控制提供了一个有希望的新机制，这可能为开发一个实用的硅基量子计算机铺平道路。"罗切斯特大学的研究人员通过控制硅量子点中电子的自旋，开发了一种在量子系统中操纵信息的新方法。硅中的电子在其自旋（向上和向下箭头）和谷态（蓝色和红色轨道）之间经历了一种被称为自旋-谷态耦合的现象。当研究人员对硅中的电子施加电压（蓝色光芒）时，他们利用自旋-谷耦合效应，可以操纵自旋和谷态，控制电子自旋。资料来源：罗切斯特大学插图/MichaelOsadciw使用量子点作为量子比特一台普通计算机由数十亿个晶体管组成，称为比特。另一方面，量子计算机是基于量子比特，也被称为量子比特。与普通的晶体管不同，它可以是"0"（关闭）或"1"（打开），而量子比特受量子力学规律的支配，可以同时是"0"和"1"。科学家们早就考虑使用硅量子点作为量子比特；控制量子点中电子的自旋将提供一种操纵量子信息传输的方法。量子点中的每个电子都有内在的磁性，就像一个小小的条形磁铁。科学家把这称为"电子自旋"--与每个电子相关的磁矩--因为每个电子是一个带负电的粒子，其行为就像它在快速旋转一样，而正是这种有效的运动引起了磁性。电子自旋是在量子计算中传输、存储和处理信息的一个有希望的候选者，因为它提供了长的相干时间和高的门控保真度，并且与先进的半导体制造技术兼容。量子比特的相干时间是指量子信息因与噪声环境相互作用而丢失之前的时间；长相干时间意味着执行计算的时间更长。高的门控保真度意味着研究人员要进行的量子操作会完全按照他们的要求进行。然而，使用硅量子点作为量子比特的一个主要挑战是控制电子自旋。控制电子自旋控制电子自旋的标准方法是电子自旋共振（ESR），它涉及到对量子比特施加振荡的射频磁场。然而，这种方法有几个局限性，包括需要在低温环境下产生和精确控制振荡磁场，而大多数电子自旋量子比特是在低温环境下工作的。通常情况下，为了产生振荡磁场，研究人员通过电线发送电流，这就会产生热量，从而干扰低温环境。尼科尔和他的同事概述了一种控制硅量子点中电子自旋的新方法，该方法不依赖于振荡电磁场。该方法基于一种被称为"自旋-谷粒耦合"的现象，当硅量子点中的电子在不同的自旋和谷粒状态之间转换时，就会发生这种现象。电子的自旋态指的是它的磁性，而谷态指的是与电子的空间轮廓有关的另一种属性。研究人员应用一个电压脉冲来利用自旋-谷耦合效应，操纵自旋和谷态，控制电子自旋。"这种通过自旋-谷耦合进行相干控制的方法，可以实现对量子比特的普遍控制，并且可以在不需要振荡磁场的情况下进行，而振荡磁场是ESR的一个限制，"尼科尔说。"这使我们有了一条新的途径，可以使用硅量子点来操纵量子计算机中的信息。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346405.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346405.htm

澳洲研究人员找到无需服药治疗失眠的新方法

澳洲研究人员找到无需服药治疗失眠的新方法尽管有大量证据支持认知行为疗法（CBTi）对失眠症的疗效，但由于受过CBTi培训的心理学家短缺，获得这种"一线"治疗的机会极为有限。在澳大利亚，大约90%的失眠症初级保健患者会服用安眠药，而只有1%的患者会被转介给心理学家进行CBTi。亚历山大-斯威特曼博士。资料来源：弗林德斯大学为了提高CBTi的可及性，减少对安眠药的依赖，弗林德斯大学和西澳大利亚大学的睡眠专家设计并测试了一种名为"卧室之窗"的自我指导数字CBTi程序，以治疗失眠症。亚历山大-斯威特曼（AlexanderSweetman）博士领导了今天发表在《睡眠前沿》（FrontiersinSleep）上的最新研究。他说："我们知道，CBTi可以改善失眠、心理健康和生活质量，我们希望看到更多的人接受这种治疗，因为它可以减少对安眠药或其他干预措施的需求，而这些措施可能无法解决长期的睡眠问题。"失眠与并发症失眠和阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）是两种最常见的睡眠障碍，而且经常同时发生。大约30-40%的失眠症患者合并有OSA，但大多数OSA患者仍未得到诊断和治疗。斯威特曼博士说："与既无睡眠障碍又有睡眠呼吸暂停（COMISA）的人相比，通常有更差的睡眠、日间功能、心理健康、身体健康、工作效率和生活质量，与单独有失眠症或单独有OSA的人相比也是如此。最近的研究发现，在10-20年的随访过程中，COMISA患者的死亡风险比两种情况都没有的患者高出50%-70%。"睡前视窗程序示意图。资料来源：弗林德斯大学他说："鉴于COMISA的高发病率和不利健康的风险，我们必须针对这种情况制定和实施有效的循证管理方法。为了增加COMISA患者获得CBTi的机会，我们开发了适合失眠症患者和COMISA患者的自助式互动数字CBTi程序，并比较了其在失眠症患者与合并失眠症和高危睡眠呼吸暂停患者之间的有效性"。62名有失眠症状的成年人在18个月的时间里使用了"卧室之窗"，并报告说失眠症状和相关的心理健康症状得到了显著而持续的改善。该计划专为失眠症患者设计，包括失眠症患者本人和COMISA。每周一次，每次约20-30分钟，包括短视频、图像和基于文本的信息。治疗内容包括心理教育、刺激控制疗法、睡眠限制疗法、放松疗法、认知疗法和睡眠卫生信息。该程序包括持续评估嗜睡和警觉症状的算法，并提供量身定制的互动建议，以治疗失眠症，同时不会加重白天嗜睡的程度。斯威特曼博士补充说："我们的研究取得了积极的成果，这凸显了在整个医疗系统增加COMISA患者的使用机会之前，对确诊为OSA的患者进行这种数字化CBTi项目的有效性、安全性和可接受性调查的潜力。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424047.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424047.htm

研究人员找到预防常见视力丧失原因的新方法

研究人员找到预防常见视力丧失原因的新方法弗吉尼亚大学的JayakrishnaAmbati医学博士和Shao-binWang博士与他们的同事一起，在努力阻止与新生血管性老年黄斑变性、增殖性糖尿病视网膜病变和缺血性视网膜静脉闭塞等眼部疾病相关的异常血管缠结的发展中找到了一个新目标。JayakrishnaAmbati,MD,是弗吉尼亚大学高级视觉科学中心的创始主任，也是弗吉尼亚大学医学院眼科系的成员。资料来源：弗吉尼亚大学卫生局Ambati是弗吉尼亚大学高级视觉科学中心的创始主任，也是弗吉尼亚大学医学院眼科系的成员，他说："我们的研究开辟了通过针对表观遗传机制来缓解眼部疾病中血管异常生长的可能性。通过局部靶向表观遗传调节器，我们对眼部免疫细胞如何导致视网膜下的血管生长失去控制有了更深入的了解。这种方法也为开发更有效、更具成本效益、更易获得的干预措施提供了一个新的方向，从而避免了耐药性等问题，这也是临床治疗中使用的传统抗血管内皮生长因子疗法越来越令人担忧的问题。"科学家们已经知道，眼睛中的异常血管过度生长是由一种叫做"血管内皮生长因子-A"（或VEGF）的物质过量推动的，这种物质在血管形成中发挥着重要作用。现在有一些针对血管内皮生长因子的治疗方法，以防止血管过度生长，而且一开始往往提供了巨大的好处。不幸的是，这些好处会随着时间的推移而消退。这使得医生需要更好的治疗方法来帮助保护患者的视力。Ambati和Wang的新研究确定了一种决定血管内皮生长因子水平的关键蛋白。在实验室小鼠中阻断这种蛋白质，可以显著降低它们的血管内皮生长因子水平，而且是以一种有针对性的方式进行，没有不必要的副作用。科学家们指出，例如，他们观察到对视网膜没有毒性影响，视网膜是眼睛的光感部分，血管过度生长发生在这里。"这种与脂肪量和肥胖相关的（FTO）蛋白以前被证明与人类的肥胖相关。出乎意料的是，我们发现它还在通过表观遗传机制调节眼部新生血管方面发挥重要作用，"Ambati说。"这一令人兴奋的发现最终回答了一个长期存在的问题，即眼部免疫细胞，如巨噬细胞，是如何促成视网膜下的异常血管生长的。这个问题是我们团队在20年前首次调查的，我们很高兴找到了答案。"弗吉尼亚大学医学院的王绍斌博士除了为开发新的视力丧失治疗方法确定一个有希望的目标外，该发现还为负责使数百万人失去视力的血管过度生长的基本机制提供了重要的启示。仅神经血管性老年黄斑变性就影响了全世界2亿多人。虽然在这一新发现被转化为治疗方法之前还需要更多的研究和测试，但弗吉尼亚大学的科学家们对这一发现的潜力感到兴奋。"目前治疗眼部新生血管疾病的策略，主要集中在调节血管内皮生长因子的蛋白水平，并不完美。因此，当务之急是确定更多的可靶向候选者，以开发替代疗法，"Wang说。"我们希望我们的研究将为开发新的治疗方法铺平道路，最终减少新生血管相关疾病的负担"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350923.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350923.htm