2月13日外媒科學網站摘要：隱形技術離現實更近一步
2月13日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
一種廉價血液檢測可在早期發現胰腺癌
美國俄勒岡健康與科學大學（OHSU）研究人員開發了一種簡單的血液檢測方法，可以在胰腺癌擴散到身體其他部位之前檢測到它。大多數胰腺癌早期症狀不明顯，這種檢測方法可用於常規篩查，以提高胰腺癌患者的生存率。這項研究結果發表在最新一期的《科學轉化醫學》（Science Translational Medicine）上。
研究人員專注於檢測一種稱爲蛋白酶的酶，這種酶可以分解蛋白質，並且在腫瘤中活躍，甚至在非常早期的階段也是如此。他們特別關注了基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase）的活性，這些酶參與分解膠原蛋白和細胞外基質，幫助腫瘤侵入身體。
爲了檢測血液中這些蛋白酶的存在，研究人員開發了一種納米傳感器，其中包含一種磁性納米顆粒，附着在一個吸引基質金屬蛋白酶的小肽和一個熒光分子上。然後，他們將數百萬個納米傳感器放入微小的血液樣本中。如果基質金屬蛋白酶存在並且活躍，它們會切斷納米傳感器中的肽，釋放熒光分子。研究人員隨後使用磁鐵吸出所有未切斷的納米傳感器，並測量剩餘的切斷熒光顆粒的數量。血液中活躍的蛋白酶越多，樣本就越亮。
研究人員在356名個體的冷凍血液樣本上測試了納米傳感器，其中一些患有胰腺癌，一些患有非癌性胰腺疾病，還有一些是健康對照組。納米傳感器識別健康個體的準確率爲98%，識別胰腺癌患者的準確率爲73%。它始終能夠區分癌症患者和其他胰腺疾病患者。
《科學》網站（www.science.org）
迄今最高能中微子開啓宇宙觀測“新能量窗口”
2023年2月13日，地中海深處3.5公里處的一束閃光信號揭示了一位破紀錄的宇宙訪客：一個能量是此前檢測到的任何中微子30倍的中微子。儘管研究人員無法確定這種難以捉摸的粒子來自何處，但它的發現讓人們希望很快能捕獲更多中微子，從而爲宇宙中一些最劇烈的事件提供線索。
中微子是許多核反應難以捉摸的副產品，它們以接近光速的速度在太空中穿行，幾乎不與正常物質相互作用，也不受磁場影響。與宇宙射線（帶電粒子，其路徑在宇宙磁場中彎曲）不同，中微子沿着直線軌跡運動。根據它們的到達方向，物理學家希望追蹤這些能量最高的中微子，回溯到宇宙中最劇烈的角落，並驗證關於它們起源的理論。
物理學家可以通過觀察中微子與大量冰或水中原子核的極罕見碰撞來探測中微子。這些碰撞會產生其它粒子，如電子或其較重的表親——μ子，它們在冰或水中減速時會發出錐形藍光。通過由一系列光探測器確定的錐形形狀、亮度和方向，物理學家可以估計原始中微子的方向和能量。
IceCube是一個由美國支持的探測器，監測着南極1.5公里深處1立方公里的冰層，它已經探測到了大量中微子，其中包括一些能量超過1千萬億電子伏特（PeV）的中微子——這是世界上最強大的加速器——大型強子對撞機碰撞能量的數百倍。其中一些中微子被追溯到活動星系核（AGN）——存在着巨大黑洞的遙遠星系，以極快的速度吞噬物質並噴出粒子和能量。
KM3NeT是一個歐洲項目，位於法國和西西里島海岸附近的地中海兩個地點，它依賴於水而不是冰。最終，它將有超過200串球形光探測器漂浮在水中，錨定在海牀上。2023年初，當西西里島的陣列僅完成10%時，探測器被一束光淹沒，因爲一顆粒子從3.5公里深的水下水平穿過陣列。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、元宇宙將成爲以人爲中心的製造業新前沿
根據英國薩里大學的一項新研究，製造業的未來不僅僅是關於機器和人工智能，而是關於重新賦予人類權力。整合增強現實（AR）與數字孿生（Digital Twin）等先進技術將重新定義勞動力的角色，使人類再次成爲製造業的核心部分。
這篇發表在《可持續發展》（Sustainability）上的論文探討了元宇宙技術在製造業中的變革潛力，重點關注增強現實、虛擬現實和數字孿生系統如何增強人類與自動化流程的互動。
研究團隊分析了2010年至2024年間發表的130多篇文章，研究了元宇宙應用在製造業環境中的演變。通過篩選這些文獻，他們識別出了隨着技術發展而出現的關鍵趨勢、挑戰和機遇。
研究結果表明，儘管增強現實和數字孿生等技術日益普及，但一些障礙阻礙了它們的廣泛應用。準確性、數據互操作性以及對熟練人員的需求等問題，對渴望採用這些創新的製造商構成了重大挑戰。研究主張通過戰略框架克服這些障礙，包括加強員工培訓以及促進人類工人與先進機器人之間的協作。
2、化學合成領域的突破性進展：創新方法徹底改變藥物開發
分子量超過1000的中等分子由於合成步驟多且耗時，難以高效製備，因此需要開發一種能夠克服這些缺點的新方法。點擊化學（Click chemistry）因其簡單、高效和多功能性，已成爲應用化學中的重要工具。這種化學合成方法能夠快速、可靠地將小分子連接成更大、更復雜的結構，通常副反應和副產物較少。根據定義，點擊化學反應具有高度選擇性和高效性，非常適合以可控和可預測的方式合成特定化合物。
在這一理念的基礎上，化學家們進一步開發了能夠實現三重點擊化學的分子平臺——即開發具有三個不同功能基團的穩定分子，這些基團可作爲不同的、可靶向的反應位點。儘管這些“三價”平臺能夠高效合成複雜化合物，但使用帶有疊氮和炔烴基團的平臺選擇性合成三唑類化合物仍是一個未解決的挑戰。
在此背景下，由日本東京科學大學的一個研究團隊着手開發能夠合成高功能性三唑類化合物的新型三價平臺。這項研究於最近發表在《化學通訊》（Chemical Communications）上。
這項研究中開發的三重點擊化學平臺在多個應用領域具有重要意義。例如，高產率製備的功能化多三唑類化合物在藥物開發、材料科學和生物工程中具有重要價值。它們與許多生物靶標（如酶和受體）兼容，顯示出潛在的藥物應用前景。通過三重點擊化學合成的生物活性中等分子有助於治療難治性疾病。此外，它們在催化和材料開發中也具有重要意義，可作爲聚合物、傳感器、塗層和配位框架設計的基礎。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、物理學家解鎖光的新操控方式，超透鏡與隱形技術離現實更近一步
多年來，研究人員一直在尋找操控光的新方法，並常常挑戰物理學的極限。光學領域最引人入勝的挑戰之一是負折射，即光以與通常路徑相反的方向彎曲。這種現象有望徹底改變技術，帶來超越微觀極限的超透鏡和使物體隱形的隱形裝置等突破性進展。
如今，科學家們邁出了重要一步。通過精確排列原子形成結構化陣列，他們成功展示了負折射現象，而無需複雜的超材料。在最近發表於《自然通訊》（Nature Communications）的一項研究中，英國蘭卡斯特大學和日本NTT基礎研究所的研究人員，揭示了一種控制原子與光相互作用的新方法。
蘭卡斯特大學和NTT團隊的新方法涉及對光通過原子陣列傳播的詳細原子級模擬。他們的研究表明，原子的協同響應可以實現負折射，從而完全無需超材料。在這種情況下，原子通過光場相互作用，以集體而非獨立的方式響應。這意味着單個原子的響應不再簡單地指導整個系統的行爲。相反，集體相互作用產生了新興的光學特性，例如負折射，這些特性無法通過單獨檢查單個原子來預測。
這些效應是通過將原子捕獲在週期性光學晶格中實現的。光學晶格就像由光製成的“蛋盒”，其中原子被駐波固定在特定位置。這些精確排列的原子晶體使研究人員能夠以極高的精度控制原子與光之間的相互作用，爲基於負折射的新技術鋪平了道路。
2、突破極限：“活”電極如何革新高速電子技術
高速、低功耗的電子設備對於無線通信至關重要。傳統上，提高速度通常依賴於縮小器件尺寸，但隨着微型化的推進，製造過程變得越來越複雜。我們是否已經觸及技術極限？
並非如此！日本大阪大學的研究人員正在探索一種替代方法：通過在傳統硅基板上集成圖案化金屬層（稱爲結構超材料）來提升器件性能。這種技術加速了電子流動，具有巨大的潛力。然而，一個關鍵挑戰仍然存在：如何確保對超材料結構的精確控制，以便根據實際工作條件進行實時調整。
爲了尋找解決方案，研究團隊研究了二氧化釩（VO2）。當適當加熱時，VO2層中的小區域會從絕緣態轉變爲金屬態。這些金屬區域可以承載電荷，從而表現爲微小的動態電極。研究人員利用這種行爲製造了“活”微電極，選擇性地增強了硅光電探測器對太赫茲光的響應。
當溫度得到適當調節時，VO2中的金屬區域形成了導電網絡，控制了硅層中的局部電場，從而提高了其對太赫茲光的靈敏度。
“活”VO2金屬區域的溫度調節行爲增強了硅對太赫茲光的響應。這些結果展示了超材料在推動先進電子技術發展方面的潛力，能夠克服傳統材料的侷限性，滿足速度和效率的需求。（劉春）