國內外最新科技發現和創新技術成果薈萃

◎ 本刊綜合報道

我國科研團隊研發出能愈合的智能變色材料

日前獲悉，天津大學材料科學與工程學院教授封偉團隊成功研發新型智能材料。這種新材料不僅能變色，還有形狀記憶和自愈合功能。該研究被選為《德國應用化學》封面文章。封偉團隊受自然界變色龍智能變色機制的啟發，將動態共價硼酸酯鍵引入主鏈型膽甾相液晶彈性體中，同時利用熱激發動態B-O鍵交換特性，實現了變色薄膜的任意顏色和三維形狀可控編程，并且其形狀和顏色能通過改變溫度實現可逆調控，成功研發出新型智能材料——智能變色液晶高分子薄膜。這種新材料厚度只有200微米，兼具力致變色、形狀可編程和優異的室溫自修復能力。在被拉伸時可以發生顏色變化；被切斷后在斷口處加幾滴水，一段時間后材料就能重新愈合，從而具有更長的使用壽命。該材料還擁有“記憶編程”特性，可以被拉伸成任意二維或三維形狀并保持不變，當材料被加熱到相變溫度以上后，又能恢復到最初的形狀。

我國科學家開發出微米分辨率的腫瘤組織磁成像技術

中國科學技術大學一研究團隊近期開發了微米分辨率的腫瘤組織磁成像技術，相較于傳統的光學成像檢測方法，該技術具有高穩定性、低背景和腫瘤標志物絕對定量的特點。相關成果已在PNAS發表。研究團隊開發了組織水平的免疫磁標記方法，通過抗原-抗體的特異性識別，將磁顆粒特異標記在腫瘤組織中的靶蛋白分子上，將已完成磁標記的組織樣品緊密貼附在磁顯微鏡的檢測器上進行磁場成像，最后通過深度學習模型定量分析檢測信號，實現微米分辨率的腫瘤組織磁成像。這項技術在分析含光學背景、光透過差和需要定量分析的生物組織時具備明顯優勢，是腫瘤組織檢測領域的重要突破。該研究成果不僅在腫瘤臨床診斷方面具有廣闊的應用前景，也為腫瘤相關研究提供了新的技術支撐。

最新研究揭示天敵昆蟲定位害蟲的分子機制

近日，中國農業科學院植物保護研究所抗蟲功能基因研究與利用團隊，通過比較組學揭示了在植物—蚜蟲—天敵昆蟲互作關系中重要的化學線索反-β-法尼烯的來源、生態學功能，以及該化學物質介導的天敵昆蟲嗅覺識別的分子機制。相關研究發表在《當代生物學》上。該團隊以生產上重要的蚜蟲天敵大灰優蚜蠅為研究對象，研究其成幼蟲識別信息素的分子機制。研究表明，大灰優蚜蠅成蟲觸角均能被不同濃度的反-β-法尼烯所激活，但只有高劑量時，反-β-法尼烯才能遠距離吸引大灰優蚜蠅成蟲，而較低劑量只能近距離吸引幼蟲。該研究從分子水平解析不同來源的信息素對天敵昆蟲的調控作用，為充分利用信息素這一重要的化學線索科學合理地開發天敵昆蟲行為調控劑、實現蚜蟲的綠色防控提供了新思路。

廣義相對論有了迄今最高精度測量

美國天體物理聯合實驗室（JILA） 的物理學家對愛因斯坦廣義相對論的時間膨脹效應進行了有史以來最小尺度的測量，結果表明，兩個相隔僅一毫米的微小原子鐘，確實以不同的速度運轉。2月16日發表在《自然》雜志上的論文描述了這一實驗，并提出了如何使原子鐘比當今最好的設計精確50倍的方法，或為揭示相對論和引力如何與量子力學相互作用提供了途徑。研究人員表示，這是一種可以在彎曲時空中探索量子力學的新機制。而更精確的時鐘除了用于計時和導航之外，還有其他潛在用途：原子鐘既可以作為顯微鏡來觀察量子力學和引力之間的微小聯系，也可以作為望遠鏡來觀察宇宙最深處的角落，如尋找神秘的暗物質；原子鐘還將應用于測量科學，改善我們對地球形狀的理解。

阿爾茨海默病認知衰退“罪魁禍首”揭示

據2月17日發表在《阿爾茨海默病與癡呆癥》雜志的一項研究，美國耶魯大學研究人員開發的先進成像技術幫助他們確認，大腦突觸的破壞是阿爾茨海默病患者認知缺陷的根源。多年來，科學家們一直認為，腦細胞之間聯系的喪失會導致阿爾茨海默氏癥相關癥狀，包括記憶力喪失，但大腦突觸喪失會帶來何種影響，其實際證據僅限于對中晚期疾病患者進行的少量腦活組織檢查和尸檢。然而，耶魯大學開發的正電子發射斷層掃描（PET）技術的出現，使研究人員能夠觀察即使僅患有輕度阿爾茨海默病癥狀的在世患者的突觸喪失情況。他們發現，腦細胞間突觸或連接的喪失與認知測試中的糟糕表現密切相關。他們還發現，與大腦中神經元總體積的喪失相比，突觸喪失是認知能力低下的一個更強的指標。論文主要作者當·麥卡說：“這些發現幫助我們了解了這種疾病的神經生物學，可以成為測試阿爾茨海默氏癥新藥療效的重要新生物標記物。”

超強激光照射石墨烯實現高能離子加速

近日，日本大阪大學領導的研究團隊在日本量子科學技術研究開發機構用超強J-KAREN激光照射世界上最薄、最強的石墨烯靶材，從而實現了直接高能離子加速，開啟了激光驅動離子加速的新機制。研究結果發表在自然科研旗下《科學報告》雜志上。在激光離子加速理論中，更高的離子能量需要更薄的靶材。然而，由于強激光的噪聲分量在激光脈沖主峰之前破壞了目標，因此很難直接加速極薄靶區的離子。為了實現強激光對離子的高效加速，必須使用等離子反射鏡來去除噪聲成分。因此，研究人員開發了大面積懸浮石墨烯（LSG）作為激光離子加速的目標。研究人員表示，這項研究的結果適用于開發緊湊高效的激光驅動離子加速器，用于癌癥治療、激光核聚變、高能物理和實驗室天體物理。高能離子在沒有等離子反射鏡的情況下直接加速，顯示了LSG的穩健性。此外，即使在極薄的靶區沒有等離子反射鏡，也可以實現高能離子加速，這開啟了激光驅動離子加速的新機制。（文中所有圖片僅為示意）