◎ 本刊綜合報(bào)道

新型人工肌肉材料研發(fā)成功

人工肌肉是一種新型智能形狀記憶材料，它能夠通過(guò)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變而伸縮、彎曲、束緊或膨脹。近日，記者從東南大學(xué)獲悉，該?；瘜W(xué)化工學(xué)院楊洪教授課題組研制出一種聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)液晶彈性體材料，其具有超強(qiáng)的力學(xué)性能，突破了40 年來(lái)的研究瓶頸，在人造肌肉等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。該研究成果于近日發(fā)表在國(guó)際期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》雜志上。液晶彈性體是一種典型的雙向形狀記憶材料，具有形變大、形變可逆等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，在仿生器件、軟機(jī)器人等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。楊洪教授科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，采用將聚氨酯液晶彈性體和聚丙烯酸酯液晶熱固體的小分子前體組分混合，再同步交聯(lián)的技術(shù)途徑，制備了一種聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)液晶彈性體材料，首次全面滿足了液晶彈性體基人造肌肉的力學(xué)性能要求，突破了該領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸。

世界首例基因編輯人體造血干細(xì)胞成功移植

一例與“柏林病人”（全世界唯一被治愈的艾滋病患者）相似的案例出現(xiàn)在北京?；颊吲c“柏林病人”同患血液腫瘤兼艾滋病，治療方案同是造血干細(xì)胞移植；不同的是，前者通過(guò)基因編輯的方法獲得CCR5 基因突變的造血干細(xì)胞，而后者的突變天然擁有。9 月12 日，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》在線發(fā)表了我國(guó)學(xué)者“以基因編輯技術(shù)之長(zhǎng)，補(bǔ)‘柏林病人’之短”的探索——北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄧宏魁教授、解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心陳虎教授、首都醫(yī)科大學(xué)附屬佑安醫(yī)院吳昊教授等團(tuán)隊(duì)合作，利用基因編輯手段在人體造血干細(xì)胞中失活CCR5 基因，并將編輯后的干細(xì)胞移植到HIV（艾滋病病毒）感染合并急性淋巴細(xì)胞白血病患者體內(nèi)產(chǎn)生效果，這在世界上尚屬首次?；蚓庉嫷脑煅杉?xì)胞能夠在患者體內(nèi)存活并從“少數(shù)外來(lái)者”繁衍為“絕對(duì)多數(shù)的原住民”，是治愈艾滋病關(guān)鍵。鄧宏魁教授表示，研究團(tuán)隊(duì)后續(xù)將繼續(xù)提高基因編輯效率，調(diào)整治療方案，以達(dá)到治愈目標(biāo)。

兩滴修補(bǔ)液便可“種”出牙釉質(zhì)

令人痛苦的蛀牙，是從牙釉質(zhì)的破壞開始的。自恒牙長(zhǎng)成的第一天起，人體牙釉質(zhì)就在緩慢地消耗著，細(xì)菌酵解食物中的糖類物質(zhì)釋放出酸以及酸性飲料都會(huì)加速它的消耗。一旦牙釉質(zhì)的防線被突破，整顆牙就像失去了保護(hù)傘。修復(fù)牙釉質(zhì)，堪稱是仿生領(lǐng)域一項(xiàng)最“硬”的挑戰(zhàn)，科學(xué)家們沒有停止過(guò)嘗試。常見的補(bǔ)牙材料，例如復(fù)合樹脂、陶瓷和汞合金等，發(fā)揮的大多是“填料”作用，適用于“大洞”修補(bǔ)，但對(duì)小缺小裂卻填不進(jìn)去，并且與天然組織之間也不能完全結(jié)合。不久前，浙江大學(xué)化學(xué)系唐?？到淌趫F(tuán)隊(duì)發(fā)明一種仿生修補(bǔ)液，在牙釉質(zhì)的缺損處滴上兩滴，48 小時(shí)內(nèi)能在缺損表面“長(zhǎng)”出2.5 微米晶體修復(fù)層，其成分、微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能與天然牙釉質(zhì)幾乎一致，并與原有組織無(wú)縫連結(jié)，渾然一體。相關(guān)論文日前發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志。唐睿康團(tuán)隊(duì)提出的全新修復(fù)策略，有望將牙修復(fù)從“填補(bǔ)”時(shí)代帶入到“仿生再生”階段。

鋰電池新設(shè)計(jì)或減少對(duì)稀有金屬依賴

據(jù)最新一期《自然·材料》報(bào)道，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院研究人員開發(fā)出一種有前景的新型陰極和電解質(zhì)系統(tǒng)，用低成本的過(guò)渡金屬氟化物和固體聚合物電解質(zhì)代替昂貴的金屬和傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)。新型陰極由氟化鐵活性材料和固體聚合物（一種塑料）電解質(zhì)納米復(fù)合材料制造。聚合物基電解質(zhì)有兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，一是循環(huán)時(shí)彎曲和適應(yīng)氟化鐵溶脹的能力強(qiáng)，二是能與氟化鐵形成非常穩(wěn)定的柔性界面，解決了先前電池設(shè)計(jì)中使用氟化鐵出現(xiàn)的膨脹和大量副反應(yīng)等關(guān)鍵問題。即使在高溫下，金屬氟化物也有非凡穩(wěn)定性。這有望帶來(lái)更安全、更輕和更便宜的鋰離子電池。未來(lái)，研究人員將繼續(xù)改進(jìn)和開發(fā)新固體電解質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)快速充電，并在新設(shè)計(jì)中融合固體和液體電解質(zhì)，以與大型電池工廠中使用的傳統(tǒng)電池制造技術(shù)完全兼容。

印度開發(fā)出高靈敏度氫氣傳感器

印度研究人員最近開發(fā)出一種高靈敏度傳感器，可在濃度極低情況下檢測(cè)出氫氣，有望在使用氫燃料的地方用于檢測(cè)是否有氫氣泄漏。印度理工學(xué)院焦特布爾分校等機(jī)構(gòu)研究人員近日在荷蘭學(xué)術(shù)刊物《傳感器和執(zhí)行器B 卷：化學(xué)》發(fā)表相關(guān)論文。據(jù)介紹，在環(huán)境中氫氣濃度為100ppm（1ppm 為百萬(wàn)分之一）時(shí)，這種傳感器檢測(cè)靈敏度可達(dá)74%。研究人員利用氧化鋅等材料與氫氣接觸時(shí)電阻會(huì)發(fā)生變化的原理來(lái)設(shè)計(jì)傳感器。有些氫氣傳感器需要約250 攝氏度的高溫來(lái)激活相關(guān)化學(xué)反應(yīng)，這種新型傳感器可在150 攝氏度時(shí)達(dá)到同樣效果。這使得新型傳感器中不需要附帶較高溫度的加熱器。氫燃料是現(xiàn)在許多地方常用的新能源，但易燃易爆，必須防止泄漏。由于氫氣無(wú)色無(wú)味，在環(huán)境中檢測(cè)泄漏的氫氣一般比較困難。

加速器磁鐵場(chǎng)強(qiáng)刷新世界紀(jì)錄

美國(guó)能源部費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家日前宣布，他們獲得了加速器轉(zhuǎn)向磁鐵迄今最高場(chǎng)強(qiáng)——將磁鐵冷卻到零下270 攝氏度左右時(shí)，創(chuàng)下14.1T（特斯拉）的新世界紀(jì)錄。此前，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在同樣溫度下創(chuàng)下13.8T 的紀(jì)錄，并保持了11 年之久。物理學(xué)家組織網(wǎng)在報(bào)道中指出，對(duì)于計(jì)劃建造大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）“繼任者”的粒子物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)最新研究是一個(gè)重要的里程碑。未來(lái)高能強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)成功的一個(gè)關(guān)鍵因素是高場(chǎng)強(qiáng)磁鐵。因?yàn)槲磥?lái)的環(huán)形對(duì)撞機(jī)需要將質(zhì)子加速到LHC 質(zhì)子能量的好幾倍，所以需要比LHC 更強(qiáng)的轉(zhuǎn)向磁鐵。與目前LHC 磁鐵中使用鈮-鈦不同，國(guó)際高能物理學(xué)界正致力于研制15T 的鈮-錫磁鐵，其核心是名為鈮-錫的先進(jìn)超導(dǎo)材料。鈮-錫可支撐更大的電流但很脆弱，在加速磁鐵工作時(shí)容易受力破損。在接下來(lái)幾個(gè)月里，該小組計(jì)劃加強(qiáng)線圈的力學(xué)支撐，在今年秋天重新測(cè)試磁鐵，希望實(shí)現(xiàn)15T 的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

非“對(duì)癥”藥物竟可讓癌癥患者獲益

針對(duì)癌癥這一“疾病之王”，一些非“對(duì)癥”藥物反而能發(fā)揮奇效？據(jù)英國(guó)《自然》雜志最新一期發(fā)表的一項(xiàng)腫瘤學(xué)研究顯示，某些癌癥患者或能從“超適應(yīng)癥”（off-label）藥物中獲益——這類藥物并不直接“對(duì)癥”，即在常規(guī)情況下不會(huì)用于他們所患類型的腫瘤治療中。這項(xiàng)研究是前瞻性試驗(yàn)“藥物再發(fā)現(xiàn)”（Drug Rediscovery Protocol）的一部分，該試驗(yàn)利用遺傳信息，為沒有合適的標(biāo)準(zhǔn)治療藥物可選的癌癥患者提供備選的“超適應(yīng)癥”抗癌藥物。荷蘭癌癥研究所分子腫瘤學(xué)與免疫學(xué)部科學(xué)家埃米莉·沃伊斯特及其同事，此次研究了第一批參與此次試驗(yàn)的215 名患者。目前，參與“藥物再發(fā)現(xiàn)”試驗(yàn)的患者接受了腫瘤全基因組測(cè)序，使研究人員能夠鑒定罕見的和新的遺傳變異，進(jìn)而與可用的藥物配對(duì)。

類軸子粒子在固態(tài)晶體中“被捕獲”

1977 年，科學(xué)家首次提出“軸子”（Axion）這一假想粒子，作為對(duì)粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的擴(kuò)展。自此，他們一直在“抓捕”軸子，但一無(wú)所獲。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2019年10月8日?qǐng)?bào)道，在最新研究中，來(lái)自德國(guó)馬克斯普朗克固體化學(xué)物理研究所、美國(guó)普林斯頓大學(xué)以及中國(guó)科學(xué)院大學(xué)的科學(xué)家攜手，在外爾半金屬（TaSe4）2I 中，發(fā)現(xiàn)了由外爾型電子（外爾費(fèi)米子）組成的類軸子粒子的“蛛絲馬跡”。馬克斯普朗克研究所的克勞迪婭·費(fèi)爾瑟領(lǐng)導(dǎo)的小組制造出了電荷密度波（TaSe4）2I，并研究了這種材料在電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下的導(dǎo)電性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低于零下11 攝氏度時(shí)，這種材料中的電流實(shí)際上由類軸子粒子攜帶。