灵感引力场
2023-12-20竹子
竹子
幻想类小说中的主人公常常具备神奇的超能力,无论是魔法、仙术还是未来高科技,总有一项能力是“帮助机体迅速恢复”。即便知晓仙家法术等能力只存在于虚构作品中,也并不影响人们对快速自愈的向往,超脱于生灵之外,甚至研究起金属等“无情之物”的自我疗愈。而为护生灵,为护世间有情之物,人们又不断探索着不经养殖和屠杀的肉类食物供应方式。
任何物品在长期存放和使用后都会老化变质,金属也不例外。金属材料内部结构并不均匀,会导致应力①传递的不平衡,某些地方会成为应力集中区,形成微小裂纹。金属材料在这种交变应力作用下逐渐产生局部永久性的损伤,经过累积后产生裂纹或者突然发生完全断裂的过程,被称为“金属疲劳”。
尽管科学家已经制造出一些具有自愈能力的材料,但它们大多是塑料。金属疲劳通常是不可逆转的,金属材料产生的裂缝只会越来越大。然而,美国桑迪亚国家实验室和得克萨斯农业与机械大学的研究团队发表论文称,他们证实了金属具有自我修复的能力。
研究人员以每秒两百次的速度拉动厚度约四十纳米、宽几微米的金属片的两端,金属片出现裂纹,纯铂和纯铜金属片的裂纹在没有任何人工干预的情况下,大约四十分钟后重新融合在一起。科学家将金属这种自我修复的过程叫作“冷焊”(cold welding),其本质是一项冶金过程:两个相对光滑和干净的金属表面贴合在一起,重新形成原子键。就目前有限的研究来讲,这个过程仅发生在肉眼不可见的纳米尺度上,但谁又能准确预测未来材料研发和利用的上限呢?
( 据《自然》2023.07.19)
基于该发现的技术持续发展若干年后,自愈金属或许还能与液态金属结合,当这些“智能化”的金属应用到建筑和交通工具等人类生活中,出行安全将得到进一步保障:飞行途中突然坏掉的飞机引擎像有机组织一样自动愈合、泥石流冲断的桥梁自助抢险修复、高速公路上发生车祸的车辆在运输到修理厂时已经自我修理了百分之五十……
鱼虾和牛羊等肉类摄入可以为人体提供动物性蛋白以及一些重要的矿物质和维生素。中国营养学会发布的《中国居民膳食指南(2016)》中指出,对肉类的摄入量在每日一百二十至两百克之间最为合适。
随着人口的不断增长,人类社会对肉类的需求量也日益增大,传统的禽类养殖涉及大量的谷物等资源的消耗,对于养殖系统建设不够完善、先进的农户、厂家而言,还涉及环境污染等问题。人们开始思索,想要大规模获取肉类,就得以快速可靠的方式在体外扩增肌肉细胞,人类食物的未来或许藏在实验室里。可是,从鸡、牛和其他活体动物中提取的肌肉干细胞分裂次数有限,大规模生产的成本比较高。
2023年5月,美国塔夫茨大学细胞农业中心的研究人员通过组成型表达牛端粒酶逆转录酶(TERT)和细胞周期蛋白依赖性激酶4(CDK4),开发出基因改造后永生化的牛肌肉干细胞(iBSCs,immortalized bovine satellite cells),它們能快速生长并分裂数百次,甚至可能无限分裂。在研究团队发表论文时,这些细胞还能在保持分化能力的同时,以高于普通干细胞一百二十倍的速度生长。该研究带来的永生干细胞或许可以源源不断地为人类提供肉类。
( 据《ACS合成生物学》2023.05.05)
使用永生干细胞快速且无限地体外扩增出种类丰富的肉类,听来让人满怀期待,可它们的食用口感和普通的肉类会有区别吗?干细胞造肉技术进入市场后,动物养殖基地还有存在的必要吗?素食主义者不食用任何有主观意识的动物的肉类,那么干细胞分裂而得的肉类是否会被排除在外呢?
① 物体由于受力、湿度等外因而变形时,为了抵抗外部因素的作用,从变形后的位置恢复到变形前的位置,物体内各部分之间会产生相互作用的内力,单位面积上的这种内力称为应力。