存算一体芯片即将出炉,北极变暖速度至少是全球平均值的4倍丨国际科研周报

来源:科技日报、环球科学、科研圈、生物世界等

  • 磁铁可在微重力下加速氧气生产

来源:npj microgravity

近日,发表于《npj微重力》(npj microgravity)的一项研究称,可利用磁铁在太空中更好地制造氧气,以供宇航员呼吸,促进未来月球和火星探索任务的开展。

研究人员在特殊升降塔设施内开发出一套流程,产生了持续9.2秒的微重力环境,从电极表面分离出气泡。这一实验首次证明,将简单的钕磁体浸入不同类型的水溶液中,可在微重力下“吸引”气泡并将气泡排出。研究人员表示,这项研究有望为开发出新型氧气系统,并为其他涉及液—气相变的空间研究开辟新途径。

https://www.nature.com/articles/s41526-022-00212-9

  • 利用声音和气泡使绷带变得更粘、更持久

来源:Science

8月11日,发表于《科学》(Science)的一项工作,研究人员利用声音和气泡使绷带变得更粘、更持久。

研究人员通过简单地调控超声波强度,诱导出大量的微泡,这些微泡可以暂时将粘合剂推入皮肤组织,从而精确控制绷带的生物粘附力,可以很好地粘附于湿润皮肤。这种粘合剂与大鼠的活组织相容,甚至还可用于通过皮肤输送药物。研究人员表示,该项新型的技术将可以应用于组织修复、癌症治疗和精准医学的临床应用,将对许多不同的医学分支产生重大影响。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8699

  • 北极变暖速度至少是全球平均值的4倍

来源:Communications Earth & Environment

8月11日发表于《通讯·地球与环境》(Communications Earth & Environment)的一项研究,分析了北极圈内1979-2021年间的观测数据,发现这一时期内北冰洋大部分地区温度的变化速率可以达到每十年0.75℃,至少是全球平均值的4倍。在北冰洋临近斯瓦尔巴和新地岛的欧亚部分,变化速率可达每十年1.25℃,是世界其他地方的7倍。

研究人员认为,由于北极损失了更多海冰,北极放大效应会随时间加剧。

https://www.nature.com/articles/s43247-022-00498-3

  • 人造凝胶软骨性能优于真品

来源:Advanced Functional Materials

8月11日,发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)的一项工作,研制出一种水凝胶基软骨替代品,可替换磨损的软骨并减轻膝关节疼痛。

研究团队将再生纤维素纤维薄片注入黏液聚乙烯醇内,最终得到一种类似果冻的凝胶,其60%的物质为水,柔软却异常坚固。纤维素纤维的作用类似于天然软骨中的胶原纤维,它们在拉伸时赋予凝胶强度。聚乙烯醇有助于它恢复到原来的形状。研究人员表示,最新研制出的水凝胶软骨是首个能耐受更大拉力和挤压的人造软骨,其张力比天然软骨强26%,耐压能力比天然软骨高66%,且耐磨性是天然软骨的3倍。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202204837

  • 狭窄眼窝帮助霸王龙获得更大咬合力

来源:Communications Biology

8月11日,发表于《通讯·生物学》(Communications Biology)的一项研究发现,霸王龙演化出了更狭窄的眼窝,或许能帮助它们获得更强大的咬合力。

研究人员比较了拥有五种不同眼窝形状的爬行动物颅骨模型在咬合时的受力。结果显示,在咬合过程中,锁孔形眼窝能将力分散到眼窝后方更硬的颅骨区域,帮助减轻颅骨受到的应力。研究人员认为,兽脚类恐龙演化出更窄的眼窝,可能减少了它们颅骨的眼球空间,同时把这些空间留给了下颌肌肉,这或许说明霸王龙等大型兽脚类恐龙放弃了大眼睛,换取了更大的咬合力。

https://www.nature.com/articles/s42003-022-03706-0

  • 猪皮肤来源的材料让盲人恢复视力

来源:Nature Biotechnology

8月11日,发表于《自然·生物技术》(Nature Biotechnology)的一项研究,通过改造猪皮肤中的胶原蛋白,并将其移植给20名有圆锥角膜的失明患者,成功使他们恢复了视力。

研究人员通过纯化猪皮肤中的胶原蛋白,制造出了一个新的角膜层,强化后获得了一种更加稳定的材料BPCDX。他们将BPCDX植入到失明患者的角膜中,使得原有的角膜变厚、变平。在印度和伊朗进行的一项临床实验中,研究人员对20名患者进行了植入手术,在2年后的随访中发现,所有患者均有视力,角膜平均增厚了209微米,其中95%的患者恢复了正常视力,还有3名患者视力极佳。

https://www.nature.com/articles/s41587-022-01408-w

  • 超临界物质的物理性质具有普遍性

来源:Science Advances

8月12日,发表于《科学·进展》(Science Advances)上的研究,揭示了超临界物质存在固定的气液相变临界点,且这一特征具有普遍性。

研究人员根据分子动力学绘制了氮气、一氧化碳、铅、水等物质沿不同温度或压力变化路径到达超临界态的相图,模拟了比热容、声子在物质中传播的动态长度这两项关键物理参数随物态的变化。他们发现即使温度或压力的变化路径不同,比热容与动态长度相关的曲线都呈现相似的C形,且都有类液态与类固态间转变的关键反转点。此外,这个反转点几乎都在比热容约等于2且动态长度约等于1 Å处。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq5183

  • 首次观测到黑洞光子环

来源:The Astrophysical Journal

8月16日,发表于《天体物理学报》(The Astrophysical Journal)的一篇论文,一个国际天文学家团队从事件视界望远镜(EHT)2017年观测的原始数据中提取了光子环图像。

为了提取光子环的图像,研究人员开发了专用的图像处理软件THEMIS。他们提取的是n=1的光子环,其中的光子绕黑洞飞行半圈。2019年公布的黑洞照片并不是规则的环形,其中光线大部分来自n=0的“光子环”,也就是没有绕黑洞飞行的光子。理论上,n=1的光子环能提供黑洞照片总亮度的10%~30%,但处理结果却显示它占总亮度的54%~64%。研究人员认为,这是由对光子环厚度估计的偏差导致的。

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac7c1d

  • 每天减少1克盐可降低心血管疾病风险

来源:BMJ Nutrition Prevention & Health

8月16日,发表于《BMJ营养预防保健》(BMJ Nutrition Prevention & Health)的一项研究发现,降低高盐摄入量可能会导致心血管疾病的大幅减少。

研究人员从随机试验和人群研究的Meta分析中提取了盐减少对收缩压的影响,并从混合队列研究中提取了收缩压对心血管疾病风险的影响,汇编了最新最可靠数据,然后估计了3种不同方法对心血管健康的影响。研究发现,每天少吃1克盐,可使平均收缩压降低约1.2毫米汞柱。持续到2030年,可以预防约900万例心脏病,并挽救400万人的生命。到2040年,总共可以避免约1300万例心脏病发作和中风,并挽救600万人的生命。

https://nutrition.bmj.com/content/early/2022/06/27/bmjnph-2021-000408

  • 存算一体芯片即将出炉

来源:Nature

8月17日,发表于《自然》(Nature)的一项研究,开发出一种能直接在内存中运行计算的低能耗芯片:NeuRRAM芯片,它还能支持各种人工智能计算。

NeuRRAM芯片在保证计算效率的同时,能支持多种神经网络模型,因此可以用于图像识别、语音识别等各种不同的应用。更重要的是,NeuRRAM芯片的能效是目前最先进的内存计算芯片的两倍。这意味着人工智能可以在断开云连接的边缘设备上,随时随地执行复杂的运算任务。这项研究的所有特色结果均是在硬件上获得,研究人员仍在进一步优化芯片的架构和电路,希望能有更多附加功能和应用。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04992-8

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