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                国内外最新科研动态

(2006年第2辑)

  
 2006年10月25日

                                 

          

化学家发明制造塑料的新方法

 

  美国Pennsylvania大学的化学家发明了新的自由基聚合法,它能制造从聚苯乙烯杯子到PVC管,以及汽车配件的日常塑料制品。不像已经应用了超过50年的传统方法,这种技术在室温下进行,而且只需要少量金属催化剂和反应时间。
Pennsylvania大学化学系教授Virgil Percec说:“我们改写了聚合反应的基本方程,这直接影响着反应的成本以及产生的材料种类。聚合物是一项数十亿美元的产业,它能用于多个领域,从制药到衣料,从塑胶到电子业,甚至复杂的有机合成。”
这一新技术叫做单电子转移—游离基聚合(SET—LRP),它能使化学家更好的控制聚合物分子结构,并使用传统方法不能反应的材料。整个过程很顺利,不需要担心产生副作用,而且生成物也不需要去除残存的催化剂。他们的这些结果发表在最新的在线刊物《Journal of the American Chemical Society》上。
聚合连接单个分子,将单体结合成大尺度产物。在这一过程中,化学家用催化剂降低反应能,在单体原子间生成化学键。传统方法需要极高的温度以及大量的金属催化剂,这是因为这一过程需要将原子的电子云内层电子能量转移。
Percec的新方法转移的是外层电子的能量,这只需要较低的激发能和另一种催化过程。两种方法都用铜催化剂,但SET—LRP用粉状或线状的常见状态,以及对环境无害的溶剂,如水。这防止了产生铜的副产物,而且不用持续添加催化剂。(2006/10/17“教育部科技发展中心”) 
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讯宝科技推出新型数字成像扫描器

 

美国讯宝科技公司(Symbol Technologies Inc.,The Enterprise Mobility Company?)(NYSE:SBL)日前推出了一款手持数字成像扫描器——DS6707。这款扫描器是专门为多种环境中进行条形码扫描和图像采集而设计的。秉承讯宝科技一贯创新的传统,DS6707手持扫描器配置了130万象素的成像器,可以采集和传输最大8.5×11英寸(21.59×27.94 厘米)的图像。制药公司、零售商和制造商可以使用这款设备来扫描条形码,对文档和图像数据进行采集、存储和实时复原,进而提高员工的工作效率和简化业务运营。
DS6707数字成像扫描器专为降低资本和运营费用而设计。它减少了购买、管理和支持附加设备的必要,比如数码相机、文档扫描仪以及用于处理不同符号体系的独立条码扫描器。无论客户需要读取一维(1D)数据、二维(2D)数据、PDF417数据还是邮政编码,讯宝DS6707扫描器都可以通过全向数据采集功能来最大程度地提高员工的工作效率。另外,这款经久耐用的扫描器还使用了文本增强技术,可以提高扫描文本文档的清晰度,如经常使用小印刷字体的处方或发货标签,进而实现流程的自动化并降低管理成本。
讯宝科技公司副总裁兼高级数据采集事业部总经理Bob Sanders先生表示:"拥有了讯宝科技最新的数字扫描器,客户就可以通过一款设备来满足自己所有的条码和图像数据采集需求。新的DS6707提供了一种新的通用图像采集和传输工具,客户可以利用这一工具灵活开发当前和未来的各种应用,从而节省时间和资源。"
在各种零售终端,这款设备可以采集嵌入在PDF417代码中的数据(如美国驾照),自动填写信用卡申请和退货凭证/申报表,在提高效率的同时保证客户队列不会停顿。在仓库和后端零售环境中,员工可以使用这种扫描器来记录装运过程中被损坏的货物。(2006/10/17“中创网”)

  

NEC超高分辨率医用LCD

 

 NEC LCD科技公司日前在东京宣布开发出新型的23.1英寸非晶硅薄膜半导体液晶显示器(TFT LCD)模组,其分辨率达到了惊人的2800x2100像素(大约相当于600万像素),超过了NEC之前推出的高端型号NL256204AM15-01/01A(2560x2048)。值得一提的是,NEC的这款新品为单色LCD,主要应用于医疗领域。通过NEC的super-fine TFT (SA-SFT)技术,还可提供1000cd/m2亮度和1000:1对比度。NEC产品计划与营销部门经理Masaaki Hiroshima表示,“我们的23.1英寸液晶显示器填补了医用显示器的空白,这不仅仅是因为该产品具备业内的最高分辨率,为数字X光诊断成像提供最佳显示环境,同时对显示器厂商降低生产成本缩短开发周期也具有重要意义。”该产品将从2007年中开始商业化生产。(2006/10/19“小熊在线”)

 

 

研究发现T细胞竞争造成HIV病毒的蔓延

 

根据最新研究结果,人类免疫T细胞的竞争会使HIV病毒免于被破坏并最终发展为成熟的艾滋病。这一结果利用了计算机模型,它同时给出了一种对付艾滋病的疫苗方法。
以上结果发表在《Physical Review Letters》上。Rice大学教授Michael Deem说:“T细胞间竞争对大部分疾病影响甚微,但对HIV病毒却是致命的。”
Deem和George Washington大学物理学助理教授Guanyu Wang创造的这一新型模拟程序第一次精确模拟了HIV病毒感染的三个阶段。第一个阶段是免疫系统发现入侵病毒,反击并破坏其中的大部分。第二阶段是临床上长达10年以上的潜伏期。这一阶段少部分病毒迅速变异,逃脱了免疫细胞的追踪。第三阶段就是艾滋病,这阶段病毒快速变异,T细胞无法对其发生作用。
Deem和Wang的模型还模拟了一个重要过程:T细胞竞争。这一模型包括两种形式的竞争,第一种导致欺骗性记忆,或original antigenic sin。它使免疫细胞对第一种入侵病毒反应,而对其后的病毒不作用。第二种模式是免疫优势,当多种病毒同时入侵人体时,各种针对不同病毒的T细胞展开竞争,获胜的T细胞占优势地位。
Deem说:“免疫系统倾向于用获胜的T细胞来抵抗之后的所有同类病毒。这是致命的,我们发现了T细胞竞争的程度和病毒逃脱比例之间存在关系。”Deem表示一个相应策略是疫苗接种。这种疫苗法能防止T细胞竞争,因此HIV病毒无法发展成艾滋病,而停留在潜伏阶段。(2006/10/16“教育部科技发展中心”)

 

 

                       我国治疗性乙肝疫苗研究获重大进展

 

据悉,第三军医大学吴玉章教授率领研究小组研制的"治疗用(合成肽)乙型肝炎疫苗"已完成I期临床研究,目前正在开展II期临床研究。这是国际上第一个进行临床试验的模拟抗原疫苗,我国拥有该疫苗的全部自主知识产权。据了解,自1989年以来,研究小组开展了针对乙型肝炎的特异性免疫治疗研究,经过大量研究,建立了采用反向疫苗设计启动细胞免疫的治疗性疫苗的方法。该疫苗于2003年获准进入I期临床试验。I期临床研究中,通过对52名健康志愿者为期9个月的观察,初步证明该疫苗是安全的,可有效地在正常人体诱导针对乙肝病毒的特异性细胞免疫应答。疫苗于2005年6月15日获准进入II期临床试验。目前已有46例慢性乙型肝炎患者在采用随机双盲法进行的试验中完成了用药疗程,正进行密切随访观察,以进一步验证该疫苗对乙肝受试者治疗的有效性。据介绍,II期临床试验后,尚需进行III期临床试验,以在更大的患病人群中进一步考察其有效性和安全性,最终经国家批准后方能进行工业化生产,成为可以使用的疫苗。 (2006/10/22 “中创网”)

 

 

农药残留降解技术

 

  日前,由中国农业科学院生物技术研究所的科研人员研制成功的蔬菜瓜果农药降解酶并通过了国家鉴定。该技术可全面分解农药毒性分子,彻底去除农药残留,并有望通过技术推广在全球范围解决农药残留问题。据介绍,这种名为"比亚蔬菜瓜果农药降解酶"生物制剂,可迅速作用于农药残留的有机磷分子,通过生化反应降解分子中的磷酯键,使其不溶性的剧毒成分瞬间分解为无毒、可溶于水的小分子,彻底去除农药残留。降解后的溶液是无毒的水溶液,对环境不会有二次污染。据介绍,除了具有对农作物食品的净化价值外,对自然环境如湖泊、土壤中的农药残留也具有极高的净化功效。而传统洗涤类产品仅能从物理清洗上局部去除农药,也无法避免洗涤后废液对环境的二次污染。(2006/10/18 “中创网”)

 

 

同济大学骨组织支架材料相关研究通过鉴定

 

由同济大学材料科学与工程学院任杰教授负责承担的“骨组织支架材料的制备、表征及应用研究”日前通过了专家鉴定。据悉,该研究制备了系列符合组织工程所需的聚乳酸及其共聚物支架材料,所制备的三维多孔支架材料的性能指标达到国外同类产品水平;对PDLLA、PLA-PEG、PLGA应用于骨组织研究进行了对比研究;系统地比较了PLA-PEG、PLGA两种聚合物支架材料对体外构建组织工程骨的不同影响,并将组织工程骨成功应用于修复兔下颌骨节段性骨缺损。任杰教授说,通过该项目的研究,他们现已掌握了各种可降解聚乳酸共聚物生物材料合成和多孔支架的制备方法,达到中试生产规模,并应用于口腔颌骨的修复,为该类可降解组织工程材料实现大规模生产打下了技术基础。此外,专家们还建议,目前实验通过在体外和骨髓基质细胞复合培养构建出组织工程骨,成功修复了兔下颌骨节段性骨缺损,今后的研究还可尝试应用于体形较大的动物以期获得突破。(2006/10/16 《中国医药报》)

 

 

大型高性能数字化应急电源研制成功

 

近日,由湖南大学博士生导师戴瑜兴教授领衔完成的"数字化应急电源与不间断电源系统关键技术与系列化产品的研发"技术日前正式通过湖南省有关部门的鉴定, 该成果我国电力供应长期存在的供电不稳定、可靠性不高的难题。据了解,这项"数字化应急电源与不间断电源系统关键技术"可通过计算机远程操控,无排气排烟和震动,启动时间不足0.1秒,并能广泛运用于消防系统与动力系统等诸多领域。戴瑜兴教授介绍:"一台800千伏安的这种应急电源可以保证500户城市居民9个小时的用电,好比一个巨型停电宝,像湖南大学这样的单位有两台就可高枕无忧了"。 (2006/10/22 “中科院网站”)

  

我国最大单体超导磁铁研制成功

 

日前,北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)中的大型粒子探测器北京谱仪III(BESIII)超导磁铁成功励磁到1万高斯,是地球磁场的2万倍,电流强度达到3368安培,最大储能达到1000万焦耳。测试结果显示,其主要性能达到设计指标。据了解,BESIII超导磁铁为北京谱仪提供大口径、高强度的均匀磁场。主要包括超导线圈、低温恒温器、冷物质及电磁力悬挂支撑结构和阀箱等,采用单层线圈内绕工艺,强迫氦两相流冷却技术,通过专门设计的阀箱与氦制冷机相连接,实现远距离控制。据悉。研制工作自2003年开始,历时三年,工程技术人员在解决了大口径超导磁铁绕制技术、绝缘固化工艺、间接冷却技术、专用电流引线等关键技术问题后,磁铁达到稳定运行状态。(2006/10/18 “中创网”)



 

科学家发现了118号元素

 

 在来自俄罗斯Joint 原子能研究所(JINR)和美国Lawrence Livermore国家实验室(LLNL)的科学家们,在位于俄罗斯Dubna的Flerov原子反应实验室进行的实验中,间接发现了118号元素。他们的结果将发表在十月份的《Physical Review C》上。
在1999年,曾有美国科学家发表文章声称合成了118号元素,但是后来被证实是伪造的,撤回了文章。
现在的这个研究小组使用JINR的U400回旋加速器,观测到了证明118号元素存在的原子衰变链。在这些衰变中,116号元素通过118号元素的α衰变而生成。
实验中,科学家们使用钙离子轰击锎靶,得到了三个118号元素的原子。之后118号元素衰变成116号元素,又进一步变为114号元素。这个小组的实验总共产生了五种新元素(113,114,115,116和118)。
他们制造的这些同位素的衰变性质描绘了一个扁平的“稳定岛”,说明可能还存在更重的元素。
“稳定岛”是核物理学家们的术语,指那些可能存在的具有合适的质子和中子数 ,而寿命比其它同位素要长的元素。118号元素被认为在周期表中位于元素氡的右边。科研小组的首席科学家Ken Moody说:“世界由大约90种元素所组成。我们对周期表的每一点新了解都是令人激动的,这可以让我们更加了解世界的组成和性质。”
今后,这个研究小组将继续对稳定岛附近的区域进行研究,2007年他们计划通过使用钚轰击铁同位素来制造第120号元素。(2006/10/18“教育部科技发展中心”)

 

 

基因疗法治疗帕金森氏症获突破

 

    美国科学家近日发表的两项研究成果显示,用基因疗法治疗帕金森氏症的临床试验已取得一些进展,接受临床试验的患者症状明显改善,并且没有副作用。
    帕金森氏症是由大脑中产生神经传导物质多巴胺的细胞过量死亡而引起的,而多巴胺是大脑向运动神经传输兴奋的重要物质。帕金森氏症多见于老年人群,表现为患者逐渐失去对自身运动系统的控制,四肢颤抖,肌肉痉挛,严重时可能死亡。迄今对这种疾病还没有什么特效疗法。
    据《洛杉矶时报》10月18日报道,最近美国两个独立的研究小组报告了用基因疗法治疗帕金森氏症的临床试验,其结果“令人兴奋”。
    来自康奈尔大学的一个研究小组,利用腺病毒将谷氨酸脱羧酶基因输入到患者的丘脑部位。这一基因使患者脑细胞产生了神经传导物质伽马-氨基丁酸,而伽马-氨基丁酸又增强了大脑对运动系统的控制。临床试验表明,接受基因疗法的12名患者症状改善程度都在25%以上,其中有5名患者的症状改善了40%至67%。
    来自加州大学旧金山分校的另一个研究小组则把编码神经营养因子的基因通过腺病毒输入到患者脑部。这一物质与另一种被称为胶质细胞源性神经营养因子的蛋白质有密切关系,而后者能保护和修复大脑中的多巴胺能神经元。在这一临床试验中,接受治疗的12名患者症状改善了40%至50%。尽管临床试验效果良好,但参加这两项研究的科学家仍然对基因疗法的前景比较谨慎。(2006/10/20 “新华社”)

 

扬州大学、上海交通大学炒菜机器人研制成功

 

 扬州大学、上海交通大学成功研制出世界首台炒菜机器人。这台名为“爱可”的机器人能够制作60多种菜品,其中以淮扬菜为主。制作工艺上,“爱多”不仅能烤、炸、煮、蒸,还可以模拟人的动作,实现中国菜独有的炒、爆、煸、烧、熘等技法。“爱多”研制历时4年,其间申请了50多项专利,商用系列“爱多”预计明年下半年可进入市场,价格约2万至3万元。(2006/10/24 “科学时报”)

 

英研发终极智能“苍蝇机器人”

 

英国科学家正在秘密研制一种体积轻巧的“苍蝇机器人”,它可以在狭窄的空间内自由飞行,既可胜任地震救灾,又可充当反恐特工,准确击中敌方要害。预计,这种“终极智能武器”将于10年内问世,目前英美两国的军方已经对此表现出浓厚兴趣。据悉,这种高度自动化的“苍蝇机器人”由电池驱动,与只适用于户外飞行的传统“无人驾驶飞行器”不同,它可以在地形狭窄而复杂的空间内自由飞行,比如建筑物、楼道、隧道以及洞穴等。据介绍,“苍蝇机器人”用途十分广泛,比如在茂密的山区搜捕隐藏的恐怖分子,在废墟成片的地震灾区搜救幸存人员,在有毒化学品密布的工厂检查生产管道,在人迹罕至的矿区寻找矿脉,等等。科学家之所以要以苍蝇为仿生对象,是因为它是地球上最有天分的空气动力学家。比如,一只小小的家蝇可以在1秒内转弯6次,能够在空中盘旋、直上直下、向后飞、翻筋斗、停在天花板上。据称,“苍蝇机器人”作为一种“终极智能武器”,它的高明之处在于,可以快速准确地摧毁敌方特定目标,比如一台中枢电脑,从而在不炸毁敌人全部设施的前提下,令后者陷入彻底瘫痪。 (2006/10/20 “新华网”)

 

 

使癌细胞选择有益人体自杀方式的蛋白质

 

细胞每时每刻都面临着死亡和新生的考验,这也是人体保持新陈代谢必不可少的过程。但是,如果细胞的死亡方式不正确,那就有可能导致某些疾病的发生。以色列魏兹曼研究院的科研人员发现了一种新奇的蛋白质,这种蛋白质可对细胞产生影响,使它们选择对人体有益的自杀方式。
科学研究发现,细胞是以两种方式自我消亡的:一种方式称之为“跌落”式,即像叶子从树上落下一样。这种方法的基本过程是细胞产生有毒蛋白导致细胞破裂,死亡后的细胞被邻近细胞“吃掉”。另一种方法称之为“自我吞噬”式,即细胞从内部将自己吃掉。如果细胞以“自我吞噬”方法自杀,就有可能导致一些疾病的产生,例如癌症。
在研究中,魏兹曼研究院分子遗传系主任阿迪•科米奇教授等人发现了一种奇特的蛋白,它可以影响癌细胞选择“消灭自己”的自杀方式。这种蛋白实际上是过去已经认知的一种蛋白质的短体形态,在没有缩短时,通常不能引导细胞选择“跌落”式方法自杀。尽管这两种蛋白以不同形式给癌细胞发出自杀指令,但它们都受同一种基因编码的控制。研究人员发现,正是这些丢失了某些片断的短体蛋白向细胞发出了使用“跌落”方式自杀的指令,而不是那些遗传正常的蛋白给细胞发出的“自我吞噬”信号。
研究人员还发现,“自我吞噬”过程基于一种“循环箱”概念。这些“箱子”在细胞中表现为双膜囊结构,当饥饿和食物缺乏时,这些箱子就开始循环利用细胞内部的一些东西,以提供额外的食物和能量。但是在一定环境下,如果“循环箱”运转过度,就会导致细胞自己吃掉自己,直至发生细胞死亡。
使研究人员感到疑惑的是,观察到的“自我吞噬”过程究竟是细胞的自然生存机制,还是细胞自我毁灭的重要因素?为回答这一问题,研究人员冻结了两种基因的活性后发现,通过冻结基因可以减少“自我吞噬”现象发生,细胞的生存能力得到了增强。
细胞体内为什么会有两种不同的自杀机制呢?科米奇认为,“自我吞噬”实际上是癌细胞的一种自我备份,以免在“跌落”过程中消失。(2006/10/24 “科技日报”)

  

研究发现提高纳米线超导性的机理

 

纳米超导线可用于核磁共振成像,高速磁悬浮列车,以及探测大脑在磁场中变化的灵敏设备。超窄超导纳米线还能用于长距离低损耗的电力传输。
美国Illinois大学Urbana-Champaign分校的科学家最近发现当超窄纳米线暴露于强磁场中时,其超导性有所提高。他们还找到了理论来解释这一现象。
磁场一般被认为会阻止材料表现出超导特性,但是科学家们观察到了与之不符的现象,而一直没有对此合理的解释。在9月29日的一期《Physical Review Letters》上,物理学教授Alexey Bezryadin和他的小组发表了他们的研究结果:将磁场置于仅数百个原子宽的超窄超导线上,然后用物理学教授Paul Goldbart的微观理论来解释这一现象。
Bezryadin说:“我的小组发现磁场能提升很小直径的超导纳米线的临界电流,我们将这一结果和很多学者进行了交流,大家认为这现象很奇怪。”
长期以来磁场被认为会阻碍超导性,因为它能提高电子的动能,并且影响电子的自旋。但是9月15日Goldbart发表在《Europhysics Letters》上的文章认为磁力矩是造成超导性提高的原因。
Goldbart表示:“尽管磁场和磁力矩分别作用都会减少超导性,但结合在一起时它们就会互相抵消,导致超导特性的提升,至少在大磁场条件下是这样的。”小组认为,这些纳米线暴露于大气氧气中时,造成了表面形成磁力矩。这些磁力矩会阻碍超导性,但是当外加磁场时,会抵消磁力矩的作用。(2006/10/24 “教育部科技发展中心”)

  

美日科学家发现迄今最短的染色体

 

日本和美国的一个科学研究小组在最新一期的《科学》杂志上发表文章指出,他们发现了迄今世界上除病毒之外活有机体中最短的染色体。这个染色体属于寄生在木虱科昆虫中的细菌Carsonella,只有16万个碱基对,是迄今发现的最短染色体。研究人员发现,和其他的细胞共生体一样,这种蛋白细菌在遗传上具有三个特点:第一,由于几乎丧失了所有的没有编码的DNA片段,因而大大缩短了染色体;第二,在DNA中有大量的核苷酸A和T,相应的其他核苷酸的成分减少了;第三,经历过快速分子进化,也就是说在好几代中提高了DNA变化的速度。研究人员还发现,这种蛋白细菌在上述第一和第二方面创下了纪录。它的染色体是生活在温水源中的一种名为“骑火球的超级小矮人”的原始细菌的1/3。这个原始细菌寄生在另外一个原始细菌内,而另外一个原始细菌则是共生在蚜虫细胞内的细菌的一种。这两种原核生物染色体的大小在45万-49万碱基对之间。研究人员认为,这一发现表明,细胞内共生体的染色体可能会缩减到几乎消失的程度,以前曾是共生细菌的线粒体似乎就发生过这样的变化。线粒体染色体的大小可与Carsonella细菌相比,典型的低级真核生物线粒体染色体的大小在4万-10万个碱基对之间,植物在2万-40万个碱基对之间,动物在1.5万-2万个碱基对之间。研究人员指出,Carsonella本身在细胞外是不能存活的,只能垂直遗传,即像线粒体一样从母体传到孩子。它保留下的基因,即使考虑到它还可以利用细胞内所有可用的物质,也明显不够维持它的生命。很明显,它是靠宿主细胞完全支持着共生细菌的生命。研究人员最后得出结论,许多丧失了祖先的Carsonella细菌的基因转移到了宿主细胞的染色体内,并在那里继续发挥作用,从外界吸收必需的物质。因此可以认为,线粒体祖先的基因也可能曾经发生过这样的变化。(2006/10/19 《科技日报》)

 

                    

                     首款基于新陈代谢原理电池问世

 

据报道,美国太平洋西北国家实验室的科学家们日前研制成功了全球首款生物燃料电池--它的工作原理完全基于细胞的新陈代谢,但电池中却不包含任何细胞。据了解,科学家们从Shewanella oneidensis细菌的细胞中提取出了一种被称为色素-A的蛋白质,在进行必要的清洗后,将它们均匀放在了赤铁矿石制成的基片上。通过向提取出的蛋白质提供养分,研究人员成功获得了微量的电流。研究人员表示,利用纯净的蛋白质制取电流为缩小生物燃料电池的尺寸提供了可能。这一技术投入使用后将有助于推动微型生物燃料电池的实用化。不过,目前这种新型生物电池还只能提供数秒种的电流,并且其功率还无法与先前研制出的使用细菌发电的燃料电池。 (2006/10/20 “腾讯科技”)

 

 

 

 



 

 

 

 


 
上海大学科研处