3月26日外媒科學網站摘要:太陽能淨水黑科技,納米毯實現污水光催化自淨
3月26日(星期三)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
馬拉松如何改變跑者大腦:髓鞘或成大腦“備用能源”
一項最新研究發現,馬拉松跑者的大腦在賽後會出現髓鞘的暫時性減少,但兩個月內可完全恢復。髓鞘是包裹在軸突上的多層細胞膜結構,富含脂質和髓磷脂。科學家推測,髓鞘可能在能量不足時爲大腦供能,這一發現或爲神經疾病治療提供新思路。
西班牙巴斯克大學的研究團隊對10名馬拉松跑者(45-73歲)進行了賽前賽後腦部掃描。結果顯示,大腦涉及運動、感知和情緒的12個腦區的髓鞘水平顯著下降,但兩個月後恢復正常。研究人員認爲,大腦可能將髓鞘作爲“備用能源”,在長跑消耗過大時提供支持。
研究未發現認知功能受損跡象,表明這種變化是暫時且無害的。研究人員推測,髓鞘的消耗與修復可能鍛鍊大腦代謝能力,甚至對健康有益。美國國立衛生研究院的專家贊同這一觀點,認爲該過程能增強大腦的髓鞘修復能力。
髓鞘損傷與多發性硬化等疾病相關,因此這一發現可能爲神經退行性疾病的治療提供線索。但研究樣本量小,且依賴間接測量方法,未來需進一步驗證。儘管機制尚未完全明確,但這項研究揭示了大腦在極端耐力運動中的獨特適應能力,爲神經科學開闢了新方向。
《科學》網站(www.science.org)
從禽類到奶牛:H5N1跨物種傳播引發科學界擔憂
美國農業部(USDA)一年前報告H5N1禽流感病毒首次感染德州和堪薩斯的奶牛時,這被視爲罕見事件。然而,10個月後,美國內華達州和亞利桑那州又相繼出現奶牛羣感染,表明病毒跨物種傳播並非偶然。
科學家最關注的是病毒如何感染牛羣及其傳播頻率。專家指出,瞭解這些機制對防控未來疫情至關重要。若病毒持續在牛羣中傳播,可能通過變異或重組獲得人際傳播能力,甚至引發大流行。有觀點認爲,美國需加強監測,並考慮爲牛羣接種疫苗,否則將陷入被動應對。
H5N1屬於高致病性禽流感毒株2.3.4.4b分支,此前主要感染禽類。研究發現,不同基因型的H5N1均可感染奶牛乳房。但令人困惑的是,禽流感流行更久的歐洲卻未報告牛羣感染。分析認爲,美國大規模跨州奶牛運輸可能助長疫情擴散,而歐洲集約化養殖模式限制了傳播。
病毒如何感染牛羣仍是謎。有專家推測,可能通過受污染器械經乳房傳播。但美國疫情溯源困難,首例發現滯後數月,內華達州病例因混合儲存牛奶檢測陽性,耗時數週才鎖定源頭。亞利桑那州因單農場檢測迅速發現病例,但後續調查不足。
科學家警告,若無法有效控制,H5N1可能在牛羣中持續傳播並進化,威脅公共衛生。科學界建議建立農場儲奶樣本庫以加速溯源工作。目前普遍認爲,必須加強監測和深入研究,否則H5N1在牛羣中的持續傳播可能帶來重大公共衛生風險。這種病毒跨物種傳播的現象,不僅影響畜牧業發展,更可能威脅人類健康安全。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、無需強制餵食!科學家研發出製作“鵝肝”新工藝
鵝肝是一種由鴨或鵝肝臟製成的獨特美食,以其高脂肪含量和細膩口感聞名。傳統制作方法依賴強制餵食,但最新研究提出了一種更符合動物福利的替代工藝。
來自丹麥和德國的一個研究團隊嘗試在不添加外來成分的情況下,通過模擬鴨或鵝體內的自然代謝過程來複制鵝肝的質地。最初,他們嘗試在肝臟和脂肪乳液中加入膠原蛋白,但未能達到理想效果。隨後,他們改用禽類自身的脂肪酶處理脂肪,促使脂肪重結晶,形成與傳統鵝肝相似的大型晶體聚合結構。
這一工藝步驟簡單:獲取肝臟和脂肪後,用脂肪酶處理脂肪,混合並滅菌即可。顯微鏡觀察顯示,其結構與傳統鵝肝一致,且氣味相同。通過力學測試,研究人員確認其口感接近傳統鵝肝,關鍵在於脂肪顆粒形成的“滲透簇”,能在咀嚼初期提供適當的彈性,避免橡膠質感。
該技術已申請專利,並有望投入規模化生產。研究人員還計劃進一步優化風味,同時強調工藝的純粹性——僅使用鴨或鵝的天然成分,不添加任何額外物質。這一突破不僅讓鵝肝製作更符合倫理,也爲美食愛好者提供了更可持續的選擇。
2、新型納米“淨水毯”:僅用陽光就能讓污水變清
美國俄亥俄州立大學的科學家近日研發出一種革命性淨水材料——由二氧化鈦和銅複合製成的三維納米纖維毯。這種輕薄如紙的材料可漂浮在水面,僅需陽光照射就能高效分解水中有害污染物,爲全球飲用水安全提供創新解決方案。
傳統二氧化鈦光催化技術因僅能利用紫外線而效率低下。研究團隊通過靜電紡絲技術將銅元素嵌入二氧化鈦納米纖維,成功將光響應範圍擴展至可見光波段,催化效率提升至同類材料新高。實驗顯示,這種納米毯在自然光照下性能超越傳統太陽能電池,且可重複使用20次以上。
該材料不僅能降解農藥、工業廢水等污染物,還具備發電潛力,且全程不產生二次污染。其便攜特性特別適合偏遠地區應急淨水,單平方米納米毯可滿足一個小型社區的日常飲水需求。
目前該技術已完成實驗室驗證,研究人員正與環保企業合作推進產業化。據估算,規模化生產後每片納米毯成本可控制在10美元以內,使用壽命達6個月。團隊下一步將優化材料的抗污染性和機械強度,預計3年內投入實際應用。
這項研究發表於《先進科學》( Advanced Science)雜誌上,已被列爲聯合國可持續發展目標重點推薦技術,未來還可能應用於太陽能制氫、空氣淨化等領域,爲全球環境治理提供新思路。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、你的免疫系統衰老有多快?科學家發明AI時鐘精準測算
德國赫爾姆霍茨感染研究中心的研究團隊利用人工智能(AI),首次在細胞層面構建了免疫系統的衰老模型。
隨着人體衰老,免疫系統功能逐漸衰退,導致感染風險增加、疫苗效果下降,並可能引發自身免疫疾病。爲探究免疫細胞如何隨年齡變化,研究團隊分析了五種免疫細胞的數千份轉錄組數據,涵蓋1000名18至97歲健康人的200多萬個免疫細胞。基於這些數據,他們開發了“單細胞免疫衰老時鐘”,可精準追蹤不同免疫細胞的衰老軌跡。研究發現,特定基因的活性變化與衰老密切相關,這些基因在炎症調控中起關鍵作用,印證了衰老與慢性炎症的關聯。
研究團隊隨後將“衰老時鐘”應用於兩項患者數據案例研究,分別探究新冠肺炎感染和結核疫苗接種對不同免疫細胞衰老進程的影響。在新冠患者中,僅單核細胞表現出明顯衰老特徵,而輕症患者的細胞衰老程度顯著較輕。在結核疫苗案例中,研究人員發現疫苗對CD8+T細胞的影響存在顯著差異——當人體處於高度炎症狀態時,疫苗接種竟能使免疫細胞呈現年輕化特徵。
研究人員強調,這一強大工具首次爲不同免疫細胞類型的衰老過程提供了令人振奮的研究視角,未來可用於揭示更多免疫衰老動態規律,深入理解感染和疫苗接種的影響,爲促進健康衰老開發新型治療和預防策略。
2、雙脈衝幽靈:科學家發現理論上不該存在的“殭屍脈衝星”
澳大利亞悉尼大學的天文學家通過方陣探路者(ASKAP)射電望遠鏡,發現了一顆編號爲ASKAP J1839-0756的慢速旋轉中子星,這一宇宙謎題正在顛覆人們對脈衝星的傳統認知。與通常每秒旋轉數次的脈衝星不同,該天體每6.5小時才完成一次自轉,並罕見地從雙磁極同時發射射電脈衝。
中子星是大質量恆星超新星爆發後形成的超高密度緻密天體。當其旋轉時,磁極發出的射電波束如同宇宙燈塔掃過太空,在地球上能觀測到規律脈衝,這類天體因此得名“脈衝星”。但最新發現的這顆脈衝星打破了所有已知規律——理論上,中子星轉速低於每分鐘一圈時就應停止發射脈衝,而它卻以每6.5小時一圈的極慢速度持續發光。
更奇特的是,其特殊的空間方位讓科學家首次在慢速旋轉天體上觀測到“中間脈衝”現象:主脈衝約3.2小時後會出現一個較弱脈衝,這讓我們可能同時觀測到了它的兩個磁極。此類現象此前僅見於3%的脈衝星,爲研究星體磁場幾何結構提供了珍貴樣本。
該脈衝星的發現正在重寫天體物理學教科書。這個集極慢轉速、雙極脈衝等反常特徵於一身的宇宙異類,將持續挑戰人類對中子星認知的邊界。
這項研究發表於最新一期《自然·天文學》(Nature Astronomy)雜誌。(劉春)