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新雷射技術蝕刻表面,科學家開發出能浮在水上的金屬

New metal inspired by fire ants could lead to UNSINKABLE ships and flotation aids that still work after being punctured

作者 Emma stein | 發布日期 2019 11 08 17:39

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-7661103/Metal-inspired-floating-fire-ants-one-day-lead-unsinkable-ships.html

https://technews.tw/2019/11/08/diving-bell-spider-ant-metal-sink-metal-unsinkable-superhydrophobic/

https://www.youtube.com/watch?v=yjV76JgUF8w&feature=emb_logo

受到水蛛與火蟻能漂浮在水上的啟發,科學家現在開發出一種把金屬放進水中也不會下沉的表面結構,無論丟到水中次數多頻繁、或損壞的情況有多嚴重。水蛛(學名:Argyroneta aquatica)又稱潛水鐘蜘蛛(diving bell spider),是唯一一種生活在水下的蜘蛛,牠們的網也結在水下植被之間,但形狀、功能與陸地上的蜘蛛網完全不同,說起來也不像「網」,倒像是金鐘罩,功用為保存空氣而不是抓捕獵物(水蛛也需要氧氣才能生存),因此水蛛的網非常堅固。

但空氣用完了也要補充,此時水蛛會浮到水面,用腳跟腹部表面的細毛挾著氣泡回家、重新灌入網內。

火蟻則有一個廣為人知的本領:組成火蟻筏。一般螞蟻遇到水都逃之夭夭,只有體表防水的火蟻會全軍出動,用強壯大顎咬住彼此組裝成一片「船筏」,上頭載著蟻后和卵隨洪水漂浮直到靠岸。

羅徹斯特大學光學與物理學教授郭春雷(Chunlei Guo)團隊受這兩種生物的啟發,理解到超疏水(superhydrophobicSH)表面可以捕獲大量空氣,以此製造出超強浮力裝置。

研究人員利用實驗室獨家開發的飛秒雷射技術,在金屬表面蝕刻出複雜奈米紋路,這些刻痕能捕捉足量空氣,進而使金屬出現超疏水表面,且就算研究人員多次刺穿金屬也不會減弱浮力。

這種技術可以應用在各種金屬或其他材料上,也許未來可嘗試打造一艘不會沉沒的船?救生衣?長期漂流在海上的電子監視設備?新論文發表在《ACS Applied Materials and Interfaces》期刊。


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全心全意專注在某一點,而且就在那一點而已
,在那剎那間你已不受眼耳鼻舌身意的干擾.
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現代人的凡人把自己當聖人了

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Team behind James Bond-style Jetpacks raises $2million to build a FLYING motorcycle

詹姆斯·邦德式噴氣背包背後的團隊籌集了200萬美元用於製造FLYING摩托車

•洛杉磯的一家科技初創公司已獲得資金來製造飛行摩托車的原型

•稱為“娛樂性賽車手”,它的最高時速為400英里/小時,高度為15,000英尺

•計劃使用兩種版本的Speeder,一種用於商業用途,一種用於軍事和政府用途

By Michael Thomsen For Dailymail.com

Published: 17:20 GMT, 13 November 2019 | Updated: 20:36 GMT, 13 November 2019

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-7681577/Team-James-Bond-style-Jetpacks-raises-2-million-build-FLYING-motorcycle.html

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2019-11-16 08:45

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Nature:最强癌基因找到了,居然不在染色体上,华人领衔最新研究

栗子 2019-12-02 12:47:34

https://www.qbitai.com/2019/12/9487.html

十三
栗子
发自
凹非寺
量子位
报道 | 公众号 QbitAI

癌症难治,罪魁祸首竟然是你!

癌症治疗领域,曾经存在过三次革命:

第一次革命:化疗;
第二次革命:靶向疗法;
第三次革命:免疫疗法。

如今,随着一篇Nature论文的发布,又兴起了第四次革命的说法,主角居然是染色体外DNA (ecDNA)

虽然上世纪60年代便有人发现了这种环状DNA的存在,也知道它会携带癌基因;但从前没人直接观察过ecDNA、没人指出它对肿瘤的生长有多关键。


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2019-12-7 00:15

Nature发布的新研究中,科学家终于首次直接观察了ecDNA (不止基因测序) ,并证明了它的重要性:

ecDNA上的癌基因,是肿瘤的整个基因转录组当中,表达水平最高的那部分基因。而染色体上癌基因的表达相对较低。

ecDNA上的癌基因之所以比染色体上的癌基因更能发挥作用,主要是因为不像染色体那样受到严格保护,它更容易读取,能快速扩增,具有侵略性。

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2019-12-7 00:15


从前,癌症科学家专注于染色体,而新的研究有助于改变他们对肿瘤的认知。

研究成果来自路德维希癌症研究所 (Ludwig Cancer Institute) 和加州大学圣地亚哥分校,论文的一作是位名叫吴思涵的华人学者。

研究结果一经公布,便引起了广泛关注,在知乎热榜上已有600+万的热度。

网友点评,这次发现或许将带来癌症治疗领域的第四次革命。

一作吴思涵也站了出来,亲自对这个话题下读者的种种问题答疑解惑。

今天,量子位就带大家领略一下这篇重要的研究。

更强大的癌基因


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2019-12-7 00:15

(首先介绍一下,ecDNA不是原本就长在染色体之外,而是在细胞有丝分裂中期,从染色体上脱落下来成环的DNA分子,常常带有癌基因。这是已有的研究成果。)


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2019-12-7 00:15

从前,科学家们大多是依靠基因测序,来观察DNA里的癌基因。

一门心思找出那些会促发癌症的基因,却忽略了基因的物理位置,在癌症中的意义。

而这个问题很重要,它会影响人们对癌症原理的理解,也会影响人们寻找治疗方案的思路。

既然不能只用基因测序,那还要怎么办?

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2019-12-7 00:15


首先,团队把亚显微结构成像 (Ultrastructrual Imaging) 、光学匹配 (Optical Mapping) 、全基因组测序 (WGS) 等等搭配在一起,清晰展现出了环状DNA的形态,就是黄色标注部分:

虽然,1960年代便有科学家发现过ecDNA的存在,也提出它是环状DNA,但这篇论文给出了完整的证明,前人没有做到过。

而在了解结构的同时,也可以发现ecDNA上普遍带有癌基因。

ecDNA上的癌基因和染色体DNA上的癌基因,都会被转录,从而推动癌症病情的发展。

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2019-12-7 00:15


但由于两类癌基因所在的位置不同,发挥的作用也无法等同。

下图可以看出,环状DNA比染色体上的线性DNA,扩增能力要强许多,也就更有能力支持癌基因的表达:

也就是说,ecDNA能产生大量的副本。

结合同一支团队2017年发表的Nature研究,有丝分裂当中副本不会平均分到两个细胞里,而是随机分配。这就导致不同细胞之间,ecDNA含量差异巨大,副本越多差异越大。肿瘤细胞有了充足的多样性,便能更好地应对环境变化。

这里说的环境变化,很大程度上是指患者接受了化疗/放疗等等。换句话说,多样性可以支持肿瘤快速进化,产生抗药性。这也是晚期癌症难治的原因之一。


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2019-12-7 00:15

所以,癌基因大量扩增之后,就能大量表达么?

在刚刚发表的论文里,团队也用实验证明,癌细胞里表达水平更高的那些癌基因,就是来自ecDNA身上的癌基因:

这是测序结果,上面是癌基因转录的mRNA序列,下面是癌基因本身的DNA序列。左边黄色部分,是高扩增高转录的ecDNA,右边是低扩增低转录的染色体DNA


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2019-12-7 00:15

如此一来,高扩增与高转录 (高表达) 之间的因果关系,得到了证明。也就是说,比起染色体上的癌基因,ecDNA上的癌基因有更强的力量,推动癌症病情向前发展。

那么问题来了,ecDNA毕竟是从染色体上脱落的,为什么染色体上的癌基因,就没有那么大的威力呢?

团队说,这是因为ecDNA的开放性比染色体要强很多。

一是测序实验证明了,ecDNA表面缺少抑制转录的组蛋白修饰 (Repressive Histone Mark) ,同时又有活跃型的组蛋白修饰;而且,这些组蛋白又在启动子 (转录开始) 的位置上。

相比之下,染色体DNA上的基因,通常是被抑制转录的。

二是ecDNA作为一种环状DNA,没有染色体的那种高级压缩结构 (Higher-Order Compaction) ,这也会让基因转录变得更容易:

至于ecDNA的大规模复制,到底是怎样达成的,团队也还在研究中。

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科學家首見生物不用氧也能活 動物的定義恐改寫

最新更新:2020/02/28 01:21

https://www.cna.com.tw/news/ait/202002270311.aspx

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2020-3-12 00:13

(中央社紐約26日綜合外電報導)所有動物都需要氧才活得下去,對嗎?錯!科學家今天發表研究指出,有一種已存活5.5億年的寄生蟲不用呼吸即可維繫生命,牠們寄生鮭魚,只吃現成養分就能活。

美國有線電視新聞網(CNN)報導,科學家發現一種寄生鮭魚細胞組織的特殊生物體Henneguya salminicola,「竊取現成養分,而非直接吸收氧去製造能量」。

美國俄勒岡州立大學(Oregon State University)微生物學系(Department of Microbiology)資深副研究員艾特金森(Stephen Atkinson)共同撰寫研究指出,不到10個細胞的Henneguya salminicola是類似水母與珊瑚的黏體動物(myxozoan cnidarian),也是常見的鮭魚寄生蟲,之所以能適應鮭魚體內幾近無氧環境,是因為Henneguya salminicola沒有粒線體基因組。

粒線體會把食物轉化成能量,沒有粒線體基因組,牠就無須複製無用之物的基因,能量就能儲存下來。

艾特金森告訴CNN:「我們的研究發現,至少有一種多細胞生物不具備使用氧氣的基因工具組。」他說,團隊的發現擴大了「動物」的定義。

團隊不確定Henneguya salminicola不靠氧那是靠什麼存活,艾特金森猜測牠是依附已製造能量的宿主,藉著吸收宿主的分子維繫生命。

研究刊登於本週的美國國家科學院學報(PNAS)。(譯者:鄭詩韻/核稿:嚴思祺)1090227

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New AI System Translates Human Brain Signals Into Text With Up to 97% Accuracy

新的AI系統將人腦信號轉換為文本的準確性高達97

1 APRIL 2020

https://www.sciencealert.com/new-ai-system-translates-human-brain-signals-into-text-with-up-to-97-accuracy

世界只是在適應亞馬遜和谷歌等公司提供的虛擬助手的功能和先進性,與幾年前相比,該技術可以以令人毛骨悚然的精度解碼我們的語音。然而,實際上,一個更令人印象深刻且令人難以置信的里程碑可能就在眼前,這使得語音識別似乎幾乎像兒童遊戲:人工智能(AI)系統可以將我們的大腦活動轉化為完整的文本,而不會聽到說出一個字。這不完全是科幻小說。從動物模型到人類參與者,腦機接口在過去的幾十年中得到了長足的發展,實際上已經在嘗試這種事情。加州大學舊金山分校的研究人員在一項新研究中解釋說,還不是很準確。為了看看他們是否可以改善這一狀況,由加州大學舊金山分校張氏實驗室的神經外科醫生愛德華·張領導的團隊使用一種新的方法來解碼皮層電圖:皮層活動期間發生的電脈衝的記錄由植入大腦的電極採集。在這項研究中,四名癲癇患者佩戴了植入物以監測由他們的醫療狀況引起的癲癇發作,UCSF團隊進行了一項輔助實驗:讓參與者大聲朗讀並重複一些設定的句子,而電極記錄他們的大腦活動在運動中。 然後,將這些數據輸入到神經網絡中,該神經網絡會根據實驗的音頻記錄來分析與某些語音簽名(例如元音,輔音或嘴巴動作)相對應的大腦活動模式。此後,另一個神經網絡對這些表示進行了解碼-從重複的3050個口頭句子收集而來-並僅基於單詞的皮層簽名,使用它來嘗試預測所說的內容。在最佳狀態下,該系統產生了一個誤碼率(WER),其中只有3%的參與者將腦信號轉換為文本-這可能與AI所獲得的閱讀力差不多,至少在嚴格意義上講確定的實驗條件。在他們的論文中,團隊詳細介紹了參與者所說的參考句子的許多示例,以及網絡生成的“預測”,有時是錯誤的,但並非總是如此。但是,當錯誤顯而易見時,它們似乎與人耳聽到的語音結果有很大不同(這可能是引入AI的有限數據集的副作用)。 錯誤的例子包括:“博物館每天晚上都會聘請音樂家”,據預測是“博物館每天早上都會​​聘請音樂家”;蛋糕的一部分被狗吃掉了”被預測為“蛋糕的一部分是餅乾”;和“蒂娜·特納是流行歌手”,後來變成了“蒂納·特納是流行歌手”。在最不准確的情況下,這些錯誤實際上在語義上或語音上都與所說的沒有關係:“她穿著溫暖的羊毛羊毛工作服”被解釋為“綠洲是海市rage樓”。儘管如此,儘管存在明顯錯誤的怪異之處,但總體而言,該系統仍可構成基於AI的大腦活動解碼的新基準,並且其最佳狀態與專業人類語音轉錄相當,WER5團隊說。當然,與普通人類說話者打交道的專業錄音筆必須與擴展成千上萬個單詞的詞彙相抗衡。相比之下,該系統僅需學習有限的短句中使用的大約250個唯一單詞的皮質簽名,因此這並不是一個公平的比較。儘管有許多障礙需要克服,但研究小組認為,該系統有一天可能成為失去說話能力的患者使用假肢的基礎。如果有可能做到這一點,那將是一件大事-為某些人提供與世界交流的方式-所採用的方式可能遠遠超出了實驗所顯示的範圍。作者解釋說:“在長期植入的參與者中,可用的訓練數據量將比本研究中使用的半小時左右的語音大幾個數量級,”這表明該語言的詞彙量和靈活性可能是極大地擴展。”該發現發表在《自然神經科學》上。

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Blind people can ‘see’ letters traced directly onto their brains

盲人可以“看到”直接寫在他們大腦上的字母研究結果指出了一種繞過受損眼睛並將“視力”直接傳遞到大腦的方法

May 14, 2020 at 11:00 am

https://www.youtube.com/watch?v=vEbur-39BRg&feature=emb_logo

https://www.sciencenews.org/article/blind-vision-brain-stimulation-trace-letters

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2020-5-28 00:03

科學家們開發了一種為盲人創造“見解”的新方法。這就像在寫天空,但字母卻寫在大腦上,而不是藍天。這種新方法於514日在Cell中描述,它繞過眼睛並向大腦傳遞一系列電信號,從而產生了追踪形狀的發光光的感知。通過進一步改進,該方法有一天可能會為眼睛或視神經受損的人恢復視力。科學家已經能夠通過操縱老鼠的大腦來創造人造的視覺,但對人類的進步卻相對較慢(SN7/18/19)。視覺皮層(大腦後部的神經組織的一部分)的微小震動,可以使人“看見”稱為磷光體的小束光。先前恢復視力的嘗試涉及同時創建多個磷烯,例如電影字幕上的燈泡。但是這些信號很難解釋,形成了光的散佈或一束聚結的光。使用電作為手寫筆可以產生更清晰的信號,基本上是用電流將線描到視覺皮層上。在對六名自願者的測試中,他們在大腦中植入了電極網格,研究人員以追踪字母線的順序激活了電極。該過程類似於某人在某人的手掌上寫下字母N的方法,即先形成一條向上的線,然後向下彎曲,然後再次向上移動。休斯敦貝勒醫學院的邁克爾·博尚(Michael Beauchamp)和他的同事們發現,這種順序書寫方式使接收者能夠快速感知預期的形狀。兩名參與者是盲人。四名視力不佳的參與者在他們的大腦中植入了電網,作為癲癇治療的一部分。一名盲人參與者可以使用該技術每分鐘識別86個形狀。到目前為止,研究人員僅測試了簡單的形狀,例如字母CWU。但是,研究人員寫道,可以使用相同的想法來追踪常見對象的輪廓,例如面部,房屋或汽車。

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