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2020-11-25 02:45飞丞
青春期健康·青少版 2020年10期
关键词:脉冲星蚕丝胰岛

飞丞

我国首颗X射线天文卫星“慧眼”直接测量到宇宙最强磁场

据中国科学院高能物理研究所(以下简称高能所)介绍,科研人员借助我国首颗X射线天文卫星“慧眼”,对X射线吸积脉冲星的一次暴发进行了详细观测,通過X射线能谱首次直接测量到迄今为止宇宙中的最强磁场。

宇宙中,中子星具有强磁场,与伴随恒星可组成X射线双星系统,在中子星强引力作用下,恒星气体会落向中子星并形成吸积盘,当磁场较强时,吸积盘上的等离子体沿磁力线落到中子星表面,发出强烈的X射线辐射。随中子星转动,X射线光变会形成周期性脉冲信号,因此这类天体也被称为X射线吸积脉冲星。大量观测发现,这一类天体在X射线辐射能谱上会出现“凹陷”结构,理论认为这是电子在磁场中回旋共振散射造成的,因此被称为回旋吸收线。吸收线处的能量与磁场强度相对应,研究者据此可直接测量脉冲星表面附近的磁场。

据悉,“慧眼”此次观测的X射线吸积脉冲星为GRO J1008-57,最早发现于1993年。在新发表的研究中,高能所和德国图宾根大学的天文学家于2017年8月对该脉冲星展开观测,在X射线能谱90千电子伏特附近发现了一条回旋吸收线,且观测置信度高,大于20倍标准偏差。据计算,该回旋吸收线对应的脉冲星表面磁场强度高达10亿特斯拉。目前,人类在地球实验室可制造出的最高磁场强度仅为几十特斯拉,二者相差数千万倍。

世界首列数字轨道胶轮电车在上海发布

近日,世界首列由光电磁数字化导向的胶轮低地板列车发布会在上海举行。据了解,这列由中车南京浦镇车辆有限公司研制的数字轨道胶轮电车,是在传统低地板有轨电车基础上重新改进设计的。

据介绍,列车采用以电磁标记为主,视觉导航和卫星导航为辅的数字化轨道导向方式。车辆通过车载传感器读取道路路面上连续铺设的磁钉编码信息,可以实时准确定位车辆,并且控制各个车轮按线路走向转动。磁钉轨道成本低、可靠性高、免维护、不受天气环境影响。车辆还可以实现限速控制、障碍物报警、车身姿态矫正等多种安全防护功能,同时为司机提供目标速度、自动报站等多种辅助驾驶信息。

此外,车辆采用3辆编组,总长30.5米,最高运行时速70公里,最大载客量302人。整列车配置大容量锂离子超级电容,续航能力极高且充电速度快。线路沿线不用设置供电系统,供电成本大幅降低。

光电磁数字化导向的胶轮低地板列车适用于城市既有道路上行驶,不需要对现有马路进行改造。这将大大降低城市交通运营成本,大幅提高运输效率,是现代城市交通新选择和对既有交通的运能补充。

胰岛细胞皮下移植或将为Ⅰ型糖尿病患者提供治疗新选择

据英国《自然·代谢》杂志9月7日发表的一项医学最新研究,美国科学家报告了一种胰岛细胞皮下移植的新方法,可以让Ⅰ型糖尿病动物模型的血糖水平保持稳定,并已在部分灵长类动物中测试成功。该研究成果对改善这种自身免疫病的治疗具有重要意义。

对Ⅰ型糖尿病患者来说,将胰岛细胞移植到肝脏中是一种治疗手段,但这种疗法会导致出血、形成血栓、移植物排斥等并发症。皮下移植的位置之所以引起关注,是因为这些位置较易抵达和监测,但移植物通常无法存活,因为细胞无法获得足够的营养和氧气。此次,宾夕法尼亚大学研究人员将胰岛细胞包裹在一种新的胶原基质内,克服了这一问题,这种基质能帮助细胞在皮下移植后存活。当研究团队在啮齿动物模型和少数灵长类动物中测试该技术时,它能让这些动物维持胰岛素和胰高血糖素的正常产生。

可移植的胰岛细胞供不应求,由于这种细胞来自供者的遗体,研究团队认为他们的方法可用于提高其他类型移植细胞的生存力。例如,如果干细胞来源的β细胞也可以进行这种处理,它们或能成为胰岛素分泌细胞的一个可再生来源,从而替代Ⅰ型糖尿病患者所失去的那些细胞。研究人员总结称,尽管仍需开展进一步研究,但胰岛皮下移植的出现将为Ⅰ型糖尿病患者提供一种新的治疗选择。

首块基于蚕丝蛋白的硬盘存储器问世

在许多人看来,蚕丝是纺织衣物的材料,但在科学家手中,这种传统的材料可以作为存储信息的高科技新材料,植入生命体内。中国科学院上海微系统与信息技术研究所陶虎课题组联合美国纽约州立大学石溪分校和德州大学奥斯汀分校相关课题组,首次实现了基于蚕丝蛋白的高容量生物存储技术,这也是国际首块基于天然生物蛋白的硬盘存储器。

据介绍,这种存储技术以生物兼容性良好、易于掺杂功能化、降解速率可控的天然蚕丝蛋白作为信息存储介质,近场红外纳米光刻技术作为数字信息写入方式。其具体的原理是基于蚕丝蛋白对红外线的选择性吸收,利用近场红外纳米光刻技术,在丝素蛋白膜上加工高密度点阵实现数字信息写入,对点阵成像实现信息读取。到目前为止,团队已用这种技术实现了“家蚕食叶图”“空谷鸟鸣曲”等图像和音频文件准确记录、存储和“阅读”的原理验证。

得益于蚕丝蛋白所具备的自身特性,结合高精度近场快速读写手段,蚕丝蛋白存储器具有诸多优势。它不仅存储容量大、原位可多次重复擦写,同时存储二进制数字信息以及与生命活动直接相关的生物信息、在预设的时间内可控降解,还能在高湿度、高磁场或强辐射等恶劣环境下长期稳定工作。“相当于人类长期佩戴的‘生命铭牌、可控寿命的‘时间胶囊,蚕丝蛋白存储器有望在外太空等极端条件下将数字信息和生命信息进行复制保存。”陶虎表示,未来该技术有望应用于外太空的生命探索领域。

我国科学家在茶树起源演化研究上取得重要突破

由中国农业科学院茶叶研究所和中国农业科学院深圳农业基因组研究所主导的一项研究,日前揭示了茶树群体的系统发生关系,描绘了栽培茶树的进化历史。研究成果为茶树基因组学研究和育种研究,以及茶树遗传和进化研究提供了丰富素材。

研究人员以我国著名的优良茶树品种“龙井43”为材料,克服其基因组高度杂合、重复序列比例高等难题,完成了“龙井43”染色体级别的基因组的组装。在此基础上,研究人员发现了决定“龙井43”发芽早、产量高以及抗逆性强等优异经济性状的基因“密码”。

这项研究发现,茶树野生近缘种群是栽培的中小叶茶品种(植物分类上多属于茶变种)和大叶茶品种(植物分类上多属于阿萨姆茶变种)的祖先,驯化过程中二者的选择方向存在差异。我国中小叶种茶树中的萜烯类代谢基因在芽和叶中表达量较高,这意味着其风味特性更明显、更丰富。

(编辑 靳雪莲)

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