3月21日外媒科學網站摘要:科學家揭示爲什麼我們記不住童年早期
3月21日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
物理學家挑戰傳統:地球旋轉或可產生電力
物理學家提出了一項具有挑戰性的說法:地球在地磁場中旋轉的能量可以用來發電。這一發現雖然存在爭議,但引起了廣泛關注。美國普林斯頓大學研究人員在《物理評論研究》(Physical Review Research)上發表了他們的發現,並在美國物理學會會議上進行了展示。
爲了驗證這一理論,研究人員製作了一個由含錳、鋅和鐵的軟磁材料製成的空心圓柱體,並觀察到了一個微小的17微伏電壓,該電壓取決於設備相對於地球磁場的取向。當他們使用實心導體時,電壓爲零。
理論上,該設備的工作原理與發電站類似:通過磁場中的導體移動電子,從而產生電流。隨着地球的旋轉,其部分磁場保持靜止,地球表面的導體將穿過磁場的某些部分。通常情況下,這不會產生電流,因爲電子會重新排列,產生一個相反的電場力,使電荷保持靜止。但研究人員發現,某些具有特殊性質的材料——當被塑造成圓柱形管時——可以將地球的磁場引導成一種奇怪的配置,產生無法抵消的磁場推力,從而產生電流。
儘管這一結果令人震驚,但仍有許多物理學家持懷疑態度。研究人員表示,還需要更多的證據來證明電壓確實是由地球的旋轉產生的,例如在不同緯度下進行實驗。
《科學》網站(www.science.org)
致命真菌正在變得耐藥,中國科學家發現全新抗真菌武器
多重耐藥細菌引起了廣泛關注,但一些真菌也對幾乎所有已知治療方法產生了耐藥性,對全球健康構成了嚴重威脅。最近,中國科學家在《自然》(Nature)雜誌上報告了一種以全新方式殺死真菌的化合物,爲抗真菌治療帶來了新希望。
許多抗真菌藥物源自微生物世界,例如兩性黴素B是由細菌鏈黴菌產生的多烯類化合物,用於抵禦其它真菌。然而,真菌對這些化合物的耐藥性逐漸增強,尤其是在過度使用的情況下。隨着科學家們已經搜尋了幾十年,發現自然界中的新化合物變得越來越困難。
由中國藥科大學微生物學家王宗強領導的團隊從超過30萬個細菌基因組的數據庫中,構建了多烯生產基因的家族樹,並識別出隨時間分化的基因簇。其中一個基因簇來自細菌鏈黴菌,編碼了一種名爲Mandimycin的化合物。與其它多烯類化合物不同,Mandimycin不攻擊真菌細胞膜中的麥角固醇,而是攻擊磷脂,這是細胞膜的基本組成部分。
研究團隊在感染多重耐藥白色念珠菌的小鼠身上測試了Mandimycin。連續四天注射後,所有小鼠都存活了下來,而未經治療的小鼠全部死亡。該化合物還對多重耐藥的新型隱球菌和耳念珠菌有效,這兩種真菌對現有藥物具有高度耐藥性。
研究人員表示,Mandimycin的研發爲抗真菌治療提供了新的方向,但在進入臨牀試驗之前,仍需確保其安全性。這一發現爲應對日益嚴重的真菌耐藥性問題帶來了希望。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、受松鼠啓發:新一代跳躍機器人精準着陸樹枝
受松鼠跳躍和着陸的生物力學啓發,美國加州大學伯克利分校的研究人員設計了一款能夠精準降落在狹窄樹枝上的跳躍機器人。這一成果發表在《科學機器人》(Science Robotics)雜誌上,標誌着設計更敏捷機器人的一大進步。
松鼠以其卓越的機動性和逃生能力著稱,能夠在密集的樹枝間跑酷並精準着陸。研究人員通過對松鼠着陸的生物力學分析,設計了一款單腿機器人Salto。Salto最初在2016年開發,能夠跳躍、跑酷並在平地上着陸,但挑戰在於如何在擊中特定點時精準着陸。
研究人員發現,松鼠在着陸時會通過肩關節傳遞力量,用腳上的墊子抓住樹枝並扭轉,以克服多餘扭矩。基於這些策略,Salto被重新設計,加入了可調節的腿部力量和反應輪的扭矩,使其能夠多次跳到樹枝上並保持平衡。儘管Salto沒有用腳抓握的能力,但通過改進,它能夠在樹枝上精準着陸。
這項研究不僅提升了機器人的敏捷性,還爲未來在複雜地形中導航的機器人設計提供了新思路。研究人員還計劃探索更有能力的抓握器,以擴展機器人的着陸能力。
2、分子環革命:創新方法開啓高性能有機材料新時代
奧地利維也納大學有機化學研究所的科學家們開發了一種創新的催化劑轉移大環化(CTM)方法,用於合成氮雜對環芳烴(APCs),這是一種具有廣泛應用潛力的環狀分子結構。該方法發表在美國化學會的期刊《JACS Au》上,簡化了APCs的生產過程,爲有機電子學、光電子學和超分子化學領域的應用鋪平了道路。
APCs是由重複單元連接而成的環狀分子,具有獨特的π-共軛結構,允許電子自由移動,從而增強材料的電子性能。傳統的APCs合成過程繁瑣且條件苛刻,而CTM方法通過鈀催化的Buchwald-Hartwig交叉偶聯反應(布赫瓦爾德-哈特維希反應),高效地形成碳-氮鍵,創建π-共軛環狀結構。該方法在溫和條件下進行,具有高產量和可擴展性,適用於不同環大小和功能基團的APCs製備。
CTM方法不僅簡化了高性能有機組件的合成,還推動了定製材料的大規模生產。其可擴展性和可重複性使得從實驗室到實際應用的過渡更加順暢。這項研究標誌着將先進化學合成融入日常技術的關鍵一步,爲可持續、高性能材料的開發提供了新的可能性。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、嬰兒記憶之謎:科學家揭示爲什麼我們記不住童年早期
一項新的功能性磁共振成像(fMRI)研究挑戰了長期以來認爲嬰兒無法形成記憶的觀點。研究人員發現,12個月大的嬰兒已經能夠編碼記憶,這表明嬰兒期遺忘(無法回憶起早期童年經歷的現象)更可能是由於記憶提取失敗,而不是最初無法形成記憶。
儘管嬰兒期是快速學習的時期,但大多數人無法回憶起生命最初三年的事件。這種現象被稱爲嬰兒期遺忘,多年來一直困擾着科學家。一種理論認爲,這是因爲海馬體(對情景記憶至關重要的大腦區域)在嬰兒期尚未完全發育。然而,對齧齒動物的研究表明,記憶痕跡(或稱爲記憶印跡)在嬰兒海馬體中形成,但隨着時間的推移變得無法訪問。
在人類中,嬰兒通過模仿、識別熟悉刺激和條件反射等行爲展示記憶。爲了研究這些能力是否依賴於海馬體,研究人員使用fMRI掃描了4至25個月大的嬰兒的大腦,同時讓他們完成一項記憶任務。結果顯示,大約12個月大的嬰兒海馬體已經能夠編碼個體記憶。這一發現表明,記憶形成能力在嬰兒期就已經開始。
研究人員認爲,儘管這些記憶是暫時的,但記憶編碼機制的存在支持了嬰兒期遺忘主要是由於提取失敗,而不是無法形成記憶的觀點。這些見解與之前的齧齒動物研究一致,表明早期的記憶可以持續到成年,但在沒有特定線索或直接刺激海馬體記憶印跡的情況下,這些記憶仍然無法訪問。
這項研究爲理解早期記憶如何存儲和丟失提供了新的視角,並挑戰了關於嬰兒記憶能力的傳統觀點。
2、6億年前驚天一撞:小行星如何改變地球命運?
大約6億年前,地球上生活着一些奇特的軟體海洋生物,但一顆小行星撞擊了現今澳大利亞北部的地區,可能將它們徹底毀滅。這次碰撞留下了一個狹長的淺坑,衝擊波在岩石中傳播,形成了罕見的地質特徵——震裂錐。地質學家認爲,這一時期其它更大的小行星撞擊可能引發了全球氣候和海洋化學的變化,甚至可能在地球最早的大規模滅絕事件中扮演了角色。
2025年2月3日,美國陸地資源衛星Landsat 8上的操作陸地成像儀捕捉到了這個撞擊地點的景象,該地區被稱爲阿米莉亞溪撞擊結構。這次撞擊形成了一個約1公里寬、5公里長的獨木舟形凹槽。衛星觀測顯示,區域岩層的變形範圍延伸至撞擊坑南北約10公里處,東西方向的變形較小。
撞擊坑的狹長形狀和區域變形模式表明,小行星是以極斜的角度撞擊的。如果是更陡的角度撞擊,會留下更深、更對稱的撞擊坑,並在坑中心形成一箇中央隆起的凸起特徵。
這次撞擊造成的破壞程度尚不清楚,但以淺角度撞擊地球的小行星通常比以陡角度撞擊的小行星造成的破壞要小。雖然最嚴重的破壞可能僅限於撞擊地點附近,但地質學家認爲,埃迪卡拉紀時期的另外兩次更大的撞擊可能產生了更廣泛甚至全球性的影響,可能導致了神秘生物的滅絕,並引發了全球海洋化學和氣候的變化。(劉春)