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原标题:科学快讯

浏览次数:93 时间:2019-10-01

新材料突破三维打印局限

麻省理工学院的团队现在正在探索这项技术的潜在应用,他们预计一些最早的应用可能是光学

例如,制作可用于研究光的基本属性的专用镜头。研究人员表示,这项技术还可以为手机相机,显微镜或内窥镜等应用制造更小,更好的镜头。未来研究人员表示,这种方法可用于构建纳米级电子设备或机器人。

“你可以做各种各样的事情,”博伊登说。“民主化纳米制造可能会打开我们无法想象的前沿。”

许多研究实验室已经备有这种制造所需的设备。“你可以在许多生物实验室找到激光,你可以扫描一个模式,然后沉积金属,半导体或DNA,然后将其缩小,”Boyden说。

在美国环境保护局于2009年发布《危害报告》以来的这些年中,有关气候变化的影响和风险的科学信息在持续累积;《危害报告》对有害温室气体污染进行了标志性的重新定义。

为了克服这些限制,博伊登和他的学生决定采用他的实验室几年前开发的技术来进行脑组织的高分辨率成像。这种被称为扩增显微镜的技术涉及将组织嵌入水凝胶中然后使其膨胀,从而允许使用常规显微镜进行高分辨率成像。生物学和医学领域的数百个研究小组现在正在使用扩展显微镜,因为它可以用普通硬件实现细胞和组织的三维可视化。

新证据强化《危害报告》意义

“你可以用光线将锚固件连接到你想要的位置,以后你可以将任何你想要的东西连接到锚固件上,”Boyden说。“它可能是一个量子点,它可能是一块DNA,它可能是一个金纳米粒子。”

研究人员使用一种悬浮在水合凝胶内的可在其上打印纳米材料的光摹支架。当该凝胶脱水时,其内的支架会内爆,从而将该物体连同它缩减至纳米水平。作者通过在金属银内打印高导电性三维纳米结构来展示这一过程;这些纳米结构会在缩小后保留其形状及分离的金属纳米结构的复杂阵列;而这一结果是先前的方法所达不到的。

研究人员说,这些微小的结构可以应用于许多领域,从光学,医学到机器人。该技术使用了许多生物学和材料科学实验室已经拥有的设备,使得想要尝试它的研究人员可以广泛使用它。

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aau5119

一旦所需分子附着在正确的位置,研究人员就会通过添加酸来收缩整个结构。酸阻断聚丙烯酸酯凝胶中的负电荷,使它们不再相互排斥,导致凝胶收缩。使用这种技术,研究人员可以将物体的每个尺寸缩小10倍。这种收缩能力不仅可以提高分辨率,还可以在低密度支架中组装材料。这样可以轻松进行修改,之后材料在收缩时变成致密的固体。

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aat5982

使用双光子显微镜,可以精确定位结构深处的点,研究人员将荧光素分子附着到凝胶内的特定位置。荧光素分子充当锚,可以与研究人员添加的其他类型的分子结合。

研究者对来自南美洲的玉米(它们包括已经驯化的本地品种以及考古发现的远古玉米样本)进行了基因组测序,并将其与当代和古代的玉米世系及世界各地的类蜀黍世系进行了比较。结果表明,玉米的祖先在到达南美时只是“半驯化的”。在玉米驯化的基因标志被固定下来前与其墨西哥先祖发生分离,南美的玉米世系有了独特的演化——它们中有些在人类的持续挑选下成为完全驯化的作物。通过将其基因组发现与考古学、古生态学及语言学数据进行结合后,作者提出,这一平行发生但又独立的次级改良可能始于亚马孙流域的西南地区。

“这是将几乎任何一种材料都纳入纳米级精度的三维模式的一种方式,”麻省理工学院生物工程和大脑与认知科学副教授爱德华博伊登说。

在相关文章中,研究人员写道:这项令人瞩目的有关玉米传播进入并跨越南美洲北部地区的新型多重代理研究是一个良好例证,它说明了近来研究人员在揭秘早期作物驯化复杂历史方面所取得的进展。驯化的玉米是从类蜀黍演化而来的,类蜀黍是墨西哥的一种野生草本植物,它快速地在整个美洲传播,填充了早期的农业种植地区,并在欧洲人到来时成为了一种近乎无所不在的粮食来源。尽管人们普遍知道发生过一次玉米的驯化栽种,但对其驯化及传入南美的性质仍不清楚,而现有的考古学和基因组数据也并不总是相符。

内爆制造

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aav0207

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宝马娱乐在线,一项最新研究发现,玉米的驯化栽培过程始于近9000年前的现今墨西哥中部地区,而且比过去人们曾经认为的要复杂微妙得多。对这一古代谷物基因传承的分析结果揭示,亚马孙流域西南地区是早期玉米的次级改进中心。这些发现为这一人类介导的演化过程提供了新的线索;这一过程产生了地球上最重要的主要农作物之一。

更好的光学

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