水下仿生晶须传感器
来源：国际仿生工程学会
科研人员受鳍足类生物使用的触须来探测目标启发，并结合3D 打印技术，研发出一种新型传感器系统，具有高精度跟踪和监测水下漩涡的能力。
鳍足类生物可利用其胡须通过追踪潜在猎物留下的漩涡来感知食物。研究人员受该感知方式启发提出一种仿生晶须传感器，用于检测和追踪水中的旋涡。仿生晶须传感器为圆柱状，采用聚氨酯和石墨烯3D 打印制成，包括1 个长径比20:1 的聚氨酯棒、1 个聚氨酯底座、4 片铜箔和4 个相互垂直的石墨烯图案（长60 毫米、直径0.3 毫米）。此外，研究人员使用3D 打印鱼鳍、水槽等模拟水下旋涡环境，并采用摄像头和数据记录仪来监测晶须的动态响应，用以验证晶须传感器探测能力。实验结果表明，仿晶须传感器具有超高灵敏度，其在水下任意方向（0 到360°）上的位移（约5毫米）都会导致其内部电阻变化，该变化可作为模拟信号，通过模数转换模块进行数字化处理，并送到微控制器实现涡流检测。此外，研究团队对晶须传感器进行2000 次弯曲试验，未出现任何物理损伤，验证了晶须的机械稳定性及可靠性。
水下仿生晶须传感器具有设计方法简单、机械稳定性好及制造成本低等特点，在软体机器人、传感器、可穿戴设备以及人机交互等领或将具有广泛应用。
“人工辅助心脏”
来源：科技日报
研究人员研制的“人工辅助心脏”已经开展了大量动物实验，正在接受中国食品药品检定研究院和山东检测中心的检验，有望于“十三五”期间进入临床试验阶段。
心力衰竭被称为“心脏病最后的战场”，这种疾病的5年死亡率高达50%。据统计数据，国内心衰发病率约为总人口的1%，患者超过千万。对于终末期心衰患者来说，在自然心脏供体极为有限的情况下，移植人工辅助心脏成为最有效的治疗措施。在一些发达国家，此治疗方案已纳入医保。人工辅助心脏极为精密，既要足够强劲，能把血液源源不断地送往全身；又要十分温柔，不能把血液“打碎”，造成溶血或血栓。此外其还需兼顾体积小、重量轻、功耗小、能常年工作等特点。目前我国尚无正式批准销售产品。
一院18所是我国航天伺服技术的发祥地。该所科研人员发现，火箭伺服系统的核心——精密的电机和泵，与人工辅助心脏的原理非常相似。他们跟国际心血管病医院合作，设计制造了“航天心”。其中大胆采用了泵机一体化及磁液悬浮技术，让泵中旋转部件能不接触内壁而旋转，不仅能把对血液的破坏降到最低，而且还能让血泵长期执勤，使我国的人工辅助心脏技术直接跨入国际上最先进的第三代，最关键的溶血指标NIH小于0.006mg/dl，达国际先进水平。
2013年，科研人员将“航天心”植入一只绵羊体内，它健康存活了120天，创下了国内动物植入同类产品的最长存活纪录。2017年10月，科研人员在多只绵羊身上开展了批量动物实验，目前6只实验羊均健康存活超过100天以上，最长已139天，标志着产品不断成熟完善，已具备批量生产条件。
小麦D基因组精细图
来源：科学网
近日，研究团队在小麦D基因组测序研究中又取得新进展，该研究揭示了转座子（TE）在小麦基因组中的重要功能，研究成果将极大加速小麦重要基因克隆和分子育种研究。
小麦是世界上重要的农作物之一，基因组巨大而且复杂，和其它作物相比转座子含量特别高，基因组超大，这使得小麦基因组测序组装异常困难。据研究人员介绍，小麦D基因组共有7条染色体，约44亿个碱基对，大约是水稻基因组的10倍。通过粗山羊草全基因组分析发现，其抗病相关基因（如NBS-LRR基因等）、抗非生物应激反应的基因数量都发生显著扩张，因而大大增强了其抗病性、抗逆性与适应性。研究发现，在D基因组中有小麦特有的品质相关基因，而且这些也有许多发生了显著扩增，从而使小麦的品质性状大大得到改良，成为唯一能够制作馒头、面包、饺子等多种食品的粮食作物。也正是由于D基因组的加入，才使小麦的抗病性、适应性与品质得到大大改良，推动小麦成为世界上种植区域最广的第一大粮食作物。
大量的研究还发现，目前大面积种植的普通小麦的D基因组多样性非常贫乏，已成为制约小麦品种改良的瓶颈。而小麦D基因组的供体种——粗山羊草的遗传多样性非常丰富，其中蕴含着许多优良基因。该研究团队在2013年完成了粗山羊草基因组草图的绘制工作，研究成果在《自然（Nature）》上发表。该文发表后在全世界上产生了很大影响，4年多来已被引用412次，成为小麦研究领域的高引论文之一。然而由于当时技术条件的限制，组装的水平有限，因而影响了研究的深入与基因组信息的利用。
近年来，该团队利用二代、三代等测序技术与最新的组装技术，对D基因组重新测序与组装，将组装质量提高210 倍，完成了染色体级别的D基因组精细图谱的绘制。利用高质量的组装结果，准确地进行了基因注释，构建了基因分布图、基因表达图、假基因分布图、重复序列分布图、甲基化分布图、重组率分布图和smallRNA分布图。研究发现，粗山羊草基因组中有一批基因在近期发生了复制。研究还重点分析了转座子对基因组结构、基因复制、假基因形成与基因表达的影响，发现有近1/2的基因中携带有TE，是已测序基因组中携带TE基因最多的物种，也是迄今为止报道的假基因数量最多的物种。TE通常还抑制基因的表达。该研究还首次把近30年来三代分子标记和之前检测到的重要农艺性状基因和QTL定位到小麦D基因组上，获得一个完整的整合图谱。此次小麦D基因组精细图的成功绘制，为粗山羊草的开发利用及进一步的品种改良奠定了基础，对小麦育种、小麦种质资源、小麦功能基因组、小麦进化及比较基因组研究将产生巨大的推动作用，有望使小麦常规育种与杂交小麦取得突破性进展。
“干细胞疫苗”有望对抗癌症
来源：中国科学报
根据最新发表的研究成果，科学家用诱导多能干细胞制成疫苗，成功使实验鼠免疫系统学会识别癌细胞。这有望带来预防、治疗和防止癌症复发的新方法。
诱导多能干细胞是对成熟细胞“重编程”得到的，像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力。作为“叛变”的细胞，癌细胞摆脱了正常的控制体系，会疯狂地无限增殖，免疫系统通常不能识别它们。
癌细胞与干细胞有一些共同点，例如都处于未分化状态、生长方式相似等。斯坦福大学研究团队通过详细对比发现，两类细胞的一些基因表达方式极为相似，意味着细胞表面可能镶嵌着同样的蛋白质，能作为免疫系统识别的目标。
研究人员用实验鼠体细胞培育出诱导多能干细胞，添加一种刺激免疫系统的辅助物质，再注射回实验鼠体内。干细胞在注射前经过辐射处理，失去了增殖能力，因而不会发展成肿瘤，就像普通疫苗常用的灭活病毒不会致病一样。
在每周一次、连续４周的干细胞注射后，研究人员给实验鼠移植不同类型的癌细胞。结果显示，经过免疫的实验鼠全都表现出了不同程度的癌症抵抗力，部分实验鼠完全抑制了肿瘤生长。而未经免疫的实验鼠接受癌细胞移植后，肿瘤迅速扩大。
研究人员从经过免疫的实验鼠体内提取免疫Ｔ细胞，注射给未经免疫的实验鼠，也收到了抑制肿瘤的效果，这显示免疫系统学会了识别干细胞和癌细胞共有的表面蛋白质。
研究人员说，如果进一步研究证明这一成果适用于人类，有望带来预防、治疗和防止癌症复发的新方法。
低成本可变色玻璃
来源： 新华网
作者： 周舟
研究团队开发出一种制备简单、成本较低的技术，有望大规模制造可变色的节能玻璃。
节能玻璃可根据建筑和住户需求在透明与有色间变化，动态调整来自太阳的光和热，为建筑物节能。
近日，研究团队发明的新技术将带有金属离子的乙醇涂在玻璃表面，并用紫外线将其转化为玻璃上的一层膜。研究结果显示，正常状态下膜完全透明，但电流通过时会变蓝。
这一技术不使用复杂的真空设备就制造出动态涂层，且无需在高温下制备，从而降低了成本。团队下一步计划研究如何让玻璃在透明和灰色间转换，而不是变成蓝色。
当前的电致变色玻璃虽然节能，但制备造价较高，每平方米高达500到1000美元，远高于普通玻璃成本。
科技前沿应用最新动态（三十七）
科技前沿应用最新动态（三十六）
本文由军民融合科技创新资讯平台整理发布，转载请注明出处
| 回复关键字，获取相关主题精选文章 |
| 关键字：名家言论 | 政策法规 | 产业快讯 | 无人机 | 人工智能 | 王凤岭专栏 | 新材料 | 科技前沿应用 | 3D打印 | 创新科技 | 人才教育 |
| 其他主题文章陆续整理中，敬请期待······ |
蓝海长青系列自媒体
Copyright © 2023 All Rights Reserved 版权所有 福建水产设备联盟