前沿扫描六则

地球磁场形成之谜首度揭开

现如今所说的地磁场，是由富含金属铁的液态地核外核中的“发电机”产生的，但这一过程在地球早期，应该较难维持，因为地核的冷却速度并不够快。早期地核周围有一层熔融硅酸盐（一种基底的岩浆海洋）。不过，此前对硅酸盐液体的导电率测量显示，这些化合物无法形成“发电机”。近日，美国加州大学洛杉矶分校研究人员进行了一系列模拟，对条件近似早期地球基底岩浆海洋的硅酸盐液体的导电率进行了预测。研究团队发现，在该海洋的预测温度和压强下，硅酸盐的导电率足够维持“发电机”的运转。研究团队的结论是，早期磁场是由基底岩浆海洋产生的，并认为宇宙中其他类地天体可能也存在硅酸盐“发电机”。通过明晰地球磁场的形成，人类将能更加明确地球的内部机制，而这将让我们更好地了解形成其他行星的地质过程和种类，从而确定其他行星是否具有支持生命存在的能力。

美开发新型设备可“凭空”发电

美国马萨诸塞大学阿默斯特分校研究人员开发出一种新型发电设备，能够通过一种蛋白纳米薄膜，利用空气中的水分产生电能。研究人员将这种新设备称为“空气发电机”，其最主要的构件是由微生物地杆菌生产的导电蛋白纳米线构成的厚度只有7微米的纳米薄膜。当暴露于空气中时，薄膜会吸收其中的水分，形成一个可自我维持的水分梯度。以这一水分梯度为驱动力，设备会产生约0.5伏的持续电压，电流密度约为每平方厘米17微安。研究人员称，当前一代“空气发电机”能够为小型电子设备供电，他们希望能很快将其推向商用；下一步，他们计划对设备进行升级，让其可为智能手表等可穿戴电子设备供电；而他们的最终目标则是制造出能够为房屋供电的大型系统。这种“凭空发电”的技术可能对可再生能源、气候变化等产生重大影响。

日本计划向火卫一派遣着陆器

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）近日表示，其“火星卫星探索”（MMX）任务已获得批准，正式进入开发阶段，其目标是在2024 年朝火星卫星派遣轨道飞行器、着陆器，或许还有一辆漫游车，采集的样本预计将于2029 年送回地球。MMX 团队表示，该任务将“测试和演示进入和离开火星的引力井、在低引力天体表面着陆和导航、部署用于执行表面采样任务的设备等所必需的技术”。该任务还将测量辐射环境，这是人类超越地球磁层保护范围首先要考虑的主要问题之一。科学家认为，研究火星卫星并在其上降落对于人类前往火星至关重要，人类或许可以在火卫一和火卫二上建基地，然后前往火星，这将比人类直接前往火星更容易。据悉，NASA、欧洲航天局、法国国家太空研究中心和德国航空航天中心也为此次探索任务提供了设备。

俄开发出可恢复立体视觉的“电子眼镜”

俄罗斯研究人员开发出可使不同类别的眼疾患者恢复立体视觉的“电子眼镜”。更重要的是，它能够帮助有先天缺陷的儿童恢复立体视力。“电子眼镜”外形和普通眼镜一样，重量也比普通眼镜轻。它使用3D图像感知技术，眼镜架内置了微处理器，镜片是一个小液晶显示屏，借助弱电流通过微处理器可以控制镜片表面产生的闪烁频率，液晶显示屏在微处理器作用下完成光线的偏振，即让一定频率的光无法透过眼镜。研究人员在解释“电子眼镜”的工作机理时称，“电子眼镜”能够刺激大脑神经元，激发双眼视光感反射恢复，也就是使视轴对准在目标上。一天戴1个小时这样的眼睛，治疗1个月至6 个月就可以恢复视力，研发人员相信，疗效可达95%。据悉，“电子眼镜”已通过临床测试阶段，目前正在准备批量生产。

地球上首个不呼吸动物被“验明正身”

科学家认为，地球上所有其他多细胞动物都拥有一些呼吸基因，但以色列特拉维夫大学的多萝西·霍雄领导的团队对鲑居尾孢虫（一种感染鲑鱼的寄生虫）进行显微镜和基因组分析后发现，与其他所有已知动物不同，这种寄生虫没有线粒体基因组。线粒体基因组是动物线粒体内虽小但至关重要的DNA部分，包括负责呼吸作用的基因。这是地球上已知的首个不呼吸的动物。霍雄说：“我们一直认为，动物是拥有许多基因的多细胞生物，这些基因进化得越来越复杂。但现在我们看到了一种完全不同的生物，它已经进化为几乎是单细胞生物。至于鲑居尾孢虫如何在不呼吸的情况下获取所需能量仍是未解之谜，它很可能从宿主身上偷来氧气，但要进一步研究其基因组才能找到答案。”

新微型电机可将药物引入特定单细胞内

以色列研究人员研发出一种新型自行微型机器，能直接将药物、DNA 和化学物质通过电穿孔技术导入特定的单细胞内。微型机器也被称为“活性颗粒”或“微型电机”，有望成为分析单细胞的纳米级工具，它们既可用作基于单细胞的疾病诊断手段，又可用作测试细胞疗法的平台。电穿孔是一种微生物技术，其工作原理是向细胞施加电场从而增加细胞膜的通透性，以便将药物、DNA 或化学物质导入细胞。通常，电穿孔技术用于将DNA导入细菌细胞内。目前该技术的局限性是使用时每次均作用于多个细胞，而非针对单个特定细胞。此次研究人员设计的自行微型机器打破了电穿孔技术当前的局限性，首次证明了外部电场能不可思议地捕获和运送单细胞细菌，并能有选择地对捕获的细菌细胞实施电穿孔技术。