新型太阳能—热系统成水制氢利器等6则

美国科学家研发出一种全新的水分解技术——用太阳光有效地将水分解成氢气和氧气，这种新方法有望为人类迈入氢经济时代铺平道路。

该研究团队设计出了一种太阳能—热系统。太阳光可以被置于距离地面10米高的一个中央塔周围的镜子聚集到该塔的某个点上，系统产生的热会聚集于中央塔内，随后被递送到包含有金属氧化物的反应器内。当金属氧化物被加热时，会释放出氧原子，留下的新化合物会四处搜寻新的氧原子。随后，他们再将蒸汽流引入该系统中，水分子中的氧气会依附到金属氧化物的表面，释放出的氢分子聚合在一起就形成了氢气。

新的水分解技术与其他水分解技术的关键区别在于，能让两个化学反应在同一温度下发生。尽管这一技术可以以较低的成本产生大量氢气，但对其进行商业化开发可能还需数年时间。

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太阳能分解水制氢的技术攻关，的确在为迎接“氢经济”时代做准备，但人类离真正迈入这一场景还早着呢。因此研究人员不妄谈其技术的商业化进程，是科学且实际的。

生命科学

新的合成分子可抑制结核杆菌生长

韩国研究人员发现，一种新的合成分子有望成为治疗结核病的候选药物，小鼠实验已经证实了其疗效：该合成分子可以抑制结核杆菌生长，同时，与现有的很多抗结核药物相比，细菌更难以对其产生耐药性。如果临床试验证明其对人类安全、有效，将有望挽救更多人的生命。

研究人员称，这种合成抗菌分子具有新的作用机制——抑制ATP（一种为细胞的大多数酶提供能量的化合物）的合成，从而阻止结核分枝杆菌生长。他们开展的测试表明，该合成分子能够成功治疗小鼠结核病。

如果这种药物最终进入临床应用，另一个挑战将是防止结核杆菌快速进化出“对策”。但研究人员表示，该分子属于一类新的合成化学物质，与现有的抗结核药物没有相似之处，这可能使得细菌难以对它产生耐药性，从而无法发展出耐药菌株。

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时至今日，结核病依然在侵蚀很多人的健康，其中的超级耐药结核病更是难缠。新的合成药物在抗耐药方面的不俗表现，使它有可能成为征服这种古老疾病的重要武器。

生命科学

纳米钻石“温度计”测量活细胞温度更精准

纳米钻石可用于量子计算机中处理量子信息，而哈佛大学的研究人员利用纳米钻石的量子效应，将其变为“温度计”，测量出了人类胚胎干细胞内部的温度变化，精确度是现有技术的10倍。通过加入金纳米粒子，研究人员还能够利用激光对细胞的特定部分加热甚至杀死细胞，这有望提供一种新的治疗癌症而不损害健康组织的方法，以及研究细胞行为的新手段。

目前也有一些其他测量细胞温度的方法，比如利用荧光蛋白或碳纳米管，但这些测量手段在敏感性和准确度方面都有欠缺，因为其中的一些成分会和细胞内的物质发生反应。而纳米钻石“温度计”的敏感度至少提高了10倍，能够检测出细微到0.05开的温度波动。而且其还有改进的余地，因为在活细胞外部，该“温度计”的敏感度已经达到0.0018开的温度波动。

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这样的“温度计”应该造价不菲，好在钻石是纳米级的。而其能够检测出细微到0.05开的温度波动，让其他测温方法望尘莫及，我们有理由相信，这项技术不仅仅只应用于医学领域。

生命科学

用动物活组织也可培育出人耳

美国科学家们利用从牛和羊身上提取出的活组织培育出了人造耳，这一器官有望用来替代病人受损或已经失去的部分耳朵。

麻省总医院的科学家用从牛身上提取出来的胶原结缔组织来形成人的耳廓并用钛线将其固定在合适的地方，随后，他们将从羊身上提取出来的耳朵软骨细胞“播种”在这些多孔的胶原结缔组织周围，软骨细胞在这些多孔的胶原纤维内发育成了耳朵。这是科学家们在3D生物工程器官领域取得的最新进展，这一领域的主要目的是在实验室中培育出替代性的人类器官。

科学家们表示，目前制造出的这种人造耳只是一种“概念”模型，在将其移植到人体前，还需要进一步的研究。不过，他们认为，罹患先天性小耳畸形的儿童可能很快可以进行人造耳的移植手术，这些替代耳有望与他们的大脑永久地结合在一起。

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培植耳朵的历史已有20多年，由简单到复杂，人耳培植技术的成熟将为更复杂器官的培植奠定基础，这不光能解决先天器官发育不足的问题，对后天创伤也能像更换机器配件那样完美修复。

材料科学

立方氮化硼首次在自然界中找到

日前，国际矿物学协会正式承认了一种新的矿物——立方氮化硼，其由美国、中国和德国的地质学家组成的国际研究团队于2009年在自然界中找到，并被命名为qingsongite。而在此前，该矿物只能在实验室中合成。

立方氮化硼是一种重要的技术材料。其具有高密度的特性，硬度可媲美钻石，常被用作磨料和刀具材料。直至2009年，这个国际研究团队才在中国青藏高原南部山区地下约306公里深处古海洋地壳的富铬岩内找到了这种矿物，其在大约1300摄氏度高温、118430个大气压的高压条件下形成了晶体。该团队以中国地质科学院地质研究所教授方青松的名字将新矿物命名为qingsongite（词尾ite代表盐类）。

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立方氮化硼磨具不仅能胜任难磨材料的加工，还能有效提高工件的磨削质量。目前国内该材料生产厂家虽多，但高质量的不多，而其在自然界中被找到，或将其应用推向新的阶段。

生命科学

脊髓损伤小鼠的免疫功能被成功恢复

美国俄亥俄州立大学维克斯纳医疗中心脑和脊髓修复中心的研究人员开展的一项最新研究显示，脊髓损伤小鼠的免疫功能有可能得到恢复。

脊髓损伤的人往往免疫功能也受到损伤，这使他们更易被感染。这些人的免疫力遭到抑制的原因不明，但这项新研究发现，一种被称为自主神经反射异常的疾病可以引起免疫抑制。

研究人员发现，自主神经反射异常会在脊髓损伤小鼠体内自发发展，并随着时间的推移变得更加频繁。他们还发现，脊髓损伤的人每天也会频繁进行一些可激活正常脊髓自主反射的简单活动，如排便或排尿，从而抑制了自身的免疫功能。

在这项新研究中，他们还通过一位高位脊髓损伤患者观察到，短暂地诱发自主神经反射异常，可使免疫功能受损，由此确认他们的小鼠实验结果也与人类有相关性。

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脊髓损伤的恢复过程漫长而痛苦。此次实验成果，初步锁定去甲肾上腺素和糖皮质激素两大诱因，这些努力为人类最终征服这种顽疾、把自由归还给每一位患者奠定了基础。