前沿掃描六則

超聲波可為水下儀器和人體植入設備充電

電磁感應和磁共振可用于無線能量傳輸。但電磁波不能穿過水或金屬，導致充電距離短。此外，由于充電過程中產生的熱量是有害的，因此這種方法不能輕易地用于為植入式醫療裝置充電。磁共振法要求磁場發生器和發射裝置的共振頻率完全相同，存在干擾其他無線通信頻率（如Wi-Fi 和藍牙）的風險。韓國科學技術研究院科學家開發了一種可應用于人體植入物的超聲波無線能量傳輸充電技術，其對人體的安全性已得到驗證，該技術也可為監測海底電纜狀況的傳感器等水下儀器的電池充電。

“血癌細胞之吻”讓免疫細胞沉睡

吞噬作用是免疫細胞，例如自然殺傷（NK）細胞，與另一個細胞密切接觸并竊取其一大塊膜的現象。加拿大渥太華醫院和渥太華大學研究人員發現，當NK 細胞從血癌細胞中竊取細胞膜時，一種名為PD-1 的蛋白質會隨之而來，讓NK 細胞進入睡眠狀態，從而關閉它們的抗癌活性。阻斷PD-1 的藥物，也被稱為PD-1 抑制劑或免疫檢查點抑制劑，現在通常被用于“喚醒”免疫系統并幫助其對抗癌細胞。該研究為更好地了解藥物如何作用于不同種類的免疫細胞鋪平了道路，進而有助于發現癌癥的新型免疫療法。

用石墨烯“聆聽”細菌“配樂”

荷蘭研究人員通過對大腸桿菌進行實驗發現，當細菌附著在石墨烯鼓的表面時，會產生幅度低至幾納米的隨機振動，研究人員可以檢測并聽到單個細菌的聲音。這種極小的振動源自細菌生物的過程，主要來自它們的鞭毛。研究人員表示，這項研究對抗生素耐藥性的檢測具有巨大的意義。實驗結果是明確的：如果細菌對抗生素產生耐藥性，振動會在相同的水平上繼續；當細菌容易受到藥物作用時，振動會在一兩個小時內逐漸減弱，直到完全消失。

新型熱機或有助于實現全脫碳電網

美國國家可再生能源實驗室和麻省理工學院工程師設計了一種沒有運動部件的熱機。演示表明，它以超過40%的效率將熱能轉化為電能，這一性能優于傳統蒸汽輪機。該熱機是一種熱光伏（TPV）電池，類似于太陽能電池板的光伏電池。研究人員計劃將TPV 電池整合到電網規模的熱電池中。該系統將從太陽能等可再生能源中吸收多余的能量，并將這些能量儲存在高度絕緣的熱石墨庫中。當需要能量時，例如在陰天，TPV電池會將熱量轉化為電能，并將能量分配給電網。

首個可協同工作分子機器人開發完成

日本北海道大學理學院科學家成功開發出世界上第一個利用集群策略工作的微型機器人，首次證明分子機器人能夠通過采用集群策略完成貨物遞送，運輸效率是單個機器人的5 倍。群體機器人的靈感來自于生物體的合作行為，一群相互合作的機器人獲得了單個機器人所沒有的許多特性，它們可以劃分工作量，應對風險，甚至可以創建復雜的結構來應對環境的變化。研究人員表示，在不久的將來，預計將看到微型機器人群被用于藥物輸送、污染物收集、分子發電設備和微型檢測設備。

化石研究揭示翼龍身披“五彩霞衣”

一個國際古生物學家團隊對來自巴西東北部1.15 億年前的雷神翼龍的化石頭冠進行研究發現，其羽冠的底部有一個毛茸茸的羽毛邊緣，有短絲狀的羽毛和蓬松的分枝羽毛。該團隊用高倍電子顯微鏡研究了這些羽毛，發現了保存完好的黑色素體——黑色素顆粒。出乎意料的是，新的研究表明，不同羽毛類型的黑色素體具有不同的形狀。在今天的鳥類中，羽毛顏色與黑色素體的形狀密切相關。因此，研究人員認為，翼龍也能使用黑色素控制其羽毛的顏色。