用細菌改造月壤 等

用細菌改造月壤

月壤缺少植物生長所必需的氮，且含有無法被植物吸收的不可溶磷，因此月壤不能像地球火山灰那樣支持植物生長。日前，中國農業大學作物生理與栽培研究中心的孫振才博士與同事在《通訊—生物學》雜志上發表文章指出，組合利用3種細菌或可提高月壤內可溶性磷的濃度，增強月壤肥力。

研究人員用膠質芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、熒光假單胞菌處理了與“阿波羅14號”樣品組成成分類似的月壤模擬物，10至21天后，月壤模擬物中可溶性磷含量均提高200%以上。在處理后的月壤模擬物中種植本氏煙草種子，24天后這些植物的葉綠素含量比對照模擬物（含死細菌）中的植物高了104%。

此外，與對照模擬物中種植的植物相比，在經3種細菌處理過18天的月壤模擬物中種植植物，種植6天后有更長的莖部和根部；種植24天后，植物的葉片更重、葉簇更寬。這些情況表明用這3種細菌處理的月壤模擬物能促進和維持本氏煙草的生長。

與患者肌肉相連的 仿生手

近日，瑞典查爾姆斯理工大學電氣工程系的一個研究團隊設計出一種可直接連接到人體神經和骨骼系統的仿生手。

研究人員將鈦合金植入物置入一位單側肘下截肢患者的橈骨和尺骨的髓腔，并通過手術將被切斷的神經轉移到游離肌肉移植物上以構建電肌肉結構。患者的肌肉、游離肌肉移植物和尺神經都被植入了相應的電極。鈦植入物的皮外延伸部分可與假肢相連，并為植入電極提供通信界面。日常使用顯示，這種仿生手改善了假肢的功能，提高了患者的生活質量。相關結果發表在《科學·機器人》雜志上。

多功能心臟介入軟體機器人

在心血管微創手術中，外科醫生需要依靠特制的細絲導管將支架或其他材料送達特定的血管部位。然而，對于不停跳動的心臟，這一策略顯得困難重重，可操作性不高。

近日，美國波士頓大學機械工程系的一個團隊開發出一個毫米級的軟體機器人平臺。該平臺擁有一個支架裝置，可將柔性操作末端在上腔靜脈的心臟入口處進行固定，而末端仍能借助其靈活性將介入工具引導到心臟內部的目標干預部位。

在右心房內冠狀竇插管和三尖瓣環穿刺兩個示例性心內手術中，該機器人平臺展現出強大的靈活性，能準確到達多個解剖目標，并進行穩定的接觸以實現手術目的。相關研究于近日發表在《科學·進展》雜志上。

世界首個

可食用的可充電電池

目前，意大利理工學院的一個研究團隊正在進行一項令人驚嘆的技術研究。他們制作了世界上首個完全可食用的可充電電池，它可用于健康診斷、食品質量監測和可食用軟體機器人等。

據該項目的負責人馬里奧·凱羅尼介紹，這款電池的尺寸很小，目前的原型只有1厘米左右。它用維生素B2和槲皮素這兩種主要物質作為正極和負極，持續保持和釋放電荷，還用活性炭攜帶電荷。此外，該電池還使用了蜂蠟、食用金和藻類等少量物質。

盡管這種電池目前還無法為手機充電，但這款概念驗證電池在0.65伏電壓下可持續運行，維持48微安的電流12分鐘，足夠為LED或低功耗傳感器（如農業上使用的傳感器）供電。

目前，實驗室研究人員正在研究藥丸大小的縮小版電池。研究人員的長遠目標是研制出能檢測感染和疾病指標的儀器，從而創造出可食用的人體監測系統。

在可持續電池方面，意大利的研究小組并不是唯一朝著該方向發展的團隊。美國卡內基梅隆大學團隊早在多年前就已嘗試使用墨魚墨汁發電，而英國劍橋大學團隊也研究證明，可以在鋁結構中利用藻類進行發電。

利用雞毛廢料 制備潔凈能源

你可能想不到，如何處理雞毛也是個大問題。有研究小組證實，因為沒有更好的方法來處理雞毛，在全球范圍內每年有4000萬噸的雞毛被焚燒。事實上，雞毛中蘊含著非常有價值的角蛋白。不久前，來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院和新加坡南洋理工大學的一個國際聯合研究小組取得了對雞毛的研究的新進展。他們開發了一種從雞毛中提取角蛋白的方法，然后通過一種環保的過程將其轉化為極小的纖維（稱為淀粉樣纖維）。這些角蛋白纖維能夠用于給氫燃料電池半透膜供電。

每個氫燃料電池的核心都有一層半透膜，它允許質子通過，但阻擋了電子，迫使它們從帶負電的陽極流向帶正電的陰極，從而產生電流。氫燃料電池從氫和氧中產生無二氧化碳的電力，只釋放熱量和水。它們在未來可以作為可持續能源并發揮重要作用。氫燃料電池雖然環保，但在生產工藝上，為氫燃料電池提供電力的半透膜都是由昂貴且對環境不友好的“永久化學物質”制成的，這些化學物質有很高的毒性，且具有致癌性。現在，借助這項新技術，不僅有害物質被取代，還能阻止二氧化碳的排放，從而降低整體碳足跡。

這項研究成果已于近期發表在《美國化學學會應用材料與界面》雜志上。

世界首例人類全眼移植手術完成

近日，美國紐約大學蘭貢醫療中心宣布了一項重磅突破——他們的手術團隊為一位因高壓電事故而失去左眼的46歲男子詹姆斯進行了全球首例全眼移植手術。醫生為他移植了來自捐獻者的左眼，包括眼球、周圍的血管、眼睛與大腦連接的關鍵視神經，以及支持眼睛的眼窩和眼瞼等皮膚。此外，為了幫助恢復視神經，他們為詹姆斯局部注射了來自捐贈者的特殊干細胞。

詹姆斯在移植手術后恢復得很好，醫生檢查發現，移植的眼睛看起來非常健康，其中血液流動良好，沒有排異反應。目前詹姆斯還無法控制這只移植的眼睛，但他表示對這只眼睛已經開始有感覺了，不過是在鼻子而不是眼瞼上——這可能需要緩慢生長的神經重新定向。外科醫生發現，詹姆斯移植的左眼中用于感光的視網膜受到了損傷，不過其中似乎有足夠的特殊細胞能完成將光轉換為電信號的工作。此外，研究人員還發現移植的左眼周圍肌肉開始有了微妙運動，從詹姆斯的大腦掃描結果中也發現其視神經存在一些令人困惑的信號。幾個月前，詹姆斯出現了面部刺痛，這預示著其面部神經或開始愈合。

這項突破為未來的視覺治療和相關醫學領域的進展開辟了新的可能性。

“露西”號飛越首個目標小行星

日前，美國航空航天局的“露西”號小行星探測器首次近距離飛越計劃中的第一個目標——小行星丁基內什。然而“露西”號傳回的首批圖像顯示，丁基內什并非“一顆”小行星，而是一對雙星。

據估計，在該雙星系統中，較大的小行星寬約790米，較小的小行星寬約220米。這次飛越主要目的是測試探測器的性能，研究團隊表示將利用這次飛越的數據為2025年下一次近距離觀察小行星做準備。

“露西”號探測器于2021年10月發射升空，其主要目的是調查木星—特洛伊族小行星。根據計劃，在飛越丁基內什后，“露西”號將繼續繞太陽運行，并在2024年12月返回地球附近，借助地球的引力助推，飛越主帶小行星，在2027年前往木星—特洛伊族小行星。

人工智能助力 生態保護

在傳統的生態學研究方法中，為了測量生物多樣性，研究人員需要在灌木叢里尋找生物的蹤跡或糞便，這種方法不僅耗時費力，而且有時候并不一定準確。相比之下，通過聽動物的叫聲來測量生物多樣性就顯得更加簡便易行。因為不同的動物會發出不同的叫聲，這些聲音具有特定的頻率和節奏，可以通過錄音和分析來識別不同的物種。然而，這種“生物聲學分析”方法仍然存在一定的局限性。

為了解決這個問題，一組研究人員在德國維爾茨堡大學生態學家約爾格·穆勒的領導下，探索了一種更好的方法：他們利用人工智能技術開發了一種可以自動識別動物叫聲的模型。這種模型可以通過分析錄音數據來識別不同動物的叫聲，并且可以準確地判斷不同物種的存在與否。

研究人員從厄瓜多爾雨林的43個地點收集了錄音數據，這些聲音數據揭示了這片土地上豐富的生物多樣性。隨后，研究人員將這些錄音數據輸入到人工智能模型中，最終分辨出75種不同鳥類的叫聲。

這項技術能夠更加快速、準確地評估森林的生物多樣性，這為生態保護工作提供了更加科學、有效的支持，并有助于推動全球生態環境的改善和人類社會的可持續發展。