大自然是美丽的,因此探索大自然奥秘的科学也是美丽的,如今的科学技术允许科学家们记录研究中的美丽瞬间,让我们一起来欣赏一下近期的科学美图吧!
三维银河系模型
从传统上讲,我们生活在一个扭曲的世界里。波兰、英国和美国的研究人员已经找到了一种方法来绘制三维弯曲的银河系[1]。为此,他们使用了造父变星(年轻的超巨星,其亮度足以通过银河尘埃)作为一组超过个太空追踪点。该模型可用于解释银河系的形成过程。
三维银河系模型3D打印的胶原蛋白心脏
本周,卡内基梅隆大学的研究人员成功地对三维打印器官进行了更新[2]。年,该团队发明了一种打印胶原蛋白的新方法,胶原蛋白是一种蛋白质,占人体的30%左右。新版本被称为FRESHv2.0,这是一种改进的技术,可以打印多种生物材料(甚至是人类心脏细胞),其质量是原始的10倍。
该团队使用改良的3-D打印机,将细小的胶原蛋白带推入半固体黏液,并在印打印器官时添加胶原蛋白。胶原蛋白在打印过程中开始凝固,在打印整个结构后形成原始的胶原蛋白模型。
3D打印心脏现在,研究人员能够打印0.02毫米的超细细节,打印出一个完整的胶原心脏,相当于一个新生婴儿完整的心室。他们还为成人心脏打印了部件,包括上面显示的阀门,并希望这种方法有朝一日能用于各种器官。
无痛贴片医疗注射器
医疗注射在现代医疗中至关重要,但传统的皮下注射针会让许多人心中充满恐惧。现在,韩国的研究人员已经开发出了一种很有前景的替代方案:一种覆盖微小针刺的贴片注射器[3]。
无痛贴片注射器模型使用贴片注射器给病人注射药物时病人几乎无痛,这些微针只有几分之一毫米长。通过几秒钟的温和压力,贴片通过皮肤上的小孔输送药物。目前,科学家成功地将它用于老鼠流感疫苗和止痛药的注射,他们希望尽快开展更大规模的动物和人体试验。
可穿戴远程控制机器人手
还记得“阿凡达”,“黑客帝国”等科幻电影中的那些人控机器人装备吗?而现实中的人机界面并不能像电影中的机器人那样工作,但是新研究确实展示了一种更加无缝的方式来控制机器人并从中获取反馈信息。
中国和美国的科学家们发明了一种可穿戴的贴片式装置,可以通过佩戴者的自然运动远程控制机器人手[4]。这种贴片传感器的厚度只有4微米,大约是蜘蛛丝的一半宽。
可穿戴远程控制机器人手嵌入在设备中的传感器测量应变、温度和紫外线等信号,无论是在人的皮肤上还是在机器人上,它都充当信号感应皮肤。其中机器人监测佩戴者肌肉中的电信号并相应地移动,佩戴者的皮肤则感知机器人传导的信号。
旋转分子的神秘之旅?
最近,德国和丹麦的研究人员制作了他们所谓的第一部“分子电影”,其主演角色为硫化羰(一种线性分子)。硫化羰分子在万亿分之一秒(0.000000000秒)内以1.5转的速度跳跃[5]。
研究人员用两个协调的激光脉冲旋转分子,然后用第三个脉冲对其进行成像,从而剥离分子上的电子,将其分解成碎片并读取其位置。这种“库仑爆炸”破坏了所涉及的分子,只得到一张静止图像,因此研究人员不得不重复这一过程次,并将图片重建成一个动态图谱。
旋转分子动图在量子领域,事情变得奇怪,因此偶尔看起来分子同时指向多个方向。出现这种现象是因为“量子地毯”只能显示分子在某一时刻处于特定点的概率。
踩不死的蟑螂机器人
现实生活中的蟑螂具有惊人的力量,他们的抗压碎力量达到其体重的倍,为此,中国和美国的科学家们希望用蟑螂的抗压力来设计一种小巧灵活的机器人[6]。
这项新工作旨在将压力转换到压电结构材料中。根据研究人员的研究,这种微小的机器人可以以每秒20个蟑螂身体长度的速度移动,并可以承受59.5千克的重量。
蟑螂机器人蟑螂机器人有望用于在倒塌的建筑物废墟中寻找幸存者。
参考资料
[1]DorotaM.Skowronetal,Science02Aug:Vol.,Issue,pp.-.
[2]A.Leeetal,Science02Aug:Vol.,Issue,pp.-.
[3]Won-GyuBaeetal,ScienceTranslationalMedicine31Jul:Vol.11,Issue,eaaw.
[4]KyoseungSimetal,ScienceAdvances02Aug:Vol.5,no.8,eaav.
[5]EvangelosT.Karamatskosetal,NatureCommunicationsvolume10,Articlenumber:().
[6]YichuanWuetal,ScienceRobotics31Jul:Vol.4,Issue32,eaax.