科技头条 | 浙大合成弹性陶瓷塑料、阿尔茨海默氏症预防方法、仿穿山甲微型机器人等

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我国浙江大学科学家成功合成具有硬度与弹性的弹性陶瓷塑料

浙江大学化学系的唐睿康教授、刘昭明研究员以及他们的团队成功合成了一种新物质，命名为弹性陶瓷塑料。

通过在分子级别上，将有机化合物与无机离子化合物融合在一起，创造出具有硬度与弹性的新物质。团队通过将有机功能分子引入到无机离子分子中，设计了一种无机离子寡聚体的官能团化反应，并采用了无机化学中的酸碱反应进行简单快速的连接，实现了有机物和无机物的杂化分子合成。

弹性陶瓷塑料具有硬度、回弹、强度、形变和可加工性等优异特性，同时具备橡胶和陶瓷的特性。相较于传统塑料，加热后不会软化，展现出更高的稳定性。这一材料在硬度和弹性之间实现了兼容，突破了传统认知，为材料科学领域带来了新的可能性。该成果在国际期刊《自然》发表，并受到了高度评价。这一新材料有望应用于基础化学和材料科学等领域，为未来的科学研究开辟了新的空间。

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血脑屏障中的分子补丁可预防多发性硬化症或阿尔茨海默氏症

斯坦福大学的科学家发现了能够修复血脑屏障的疗法，并鉴定了能够促进该过程的治疗分子。

研究人员通过研究WNT信号通路发现了使血脑屏障修复的治疗分子。他们发现激活一种名为FZD4的受体可以启动WNT信号通路，并开发了一种名为L6-F4-2的分子，该分子与受体结合并能以比原来更高效的方式启动WNT信号通路。

研究人员首先使用了患有遗传突变的小鼠进行实验，这种突变会导致类似的屏障变得不完整，从而导致疾病。实验结果显示，经过治疗后，小鼠的血管变得更密集，漏洞也减少了。在另一项实验中，研究人员发现该疗法可以加强大脑小脑周围的血脑屏障。

此外，研究人员还研究了这些分子对中风的影响，中风会破坏血脑屏障，使潜在的有害物质进入大脑。实验证明，给小鼠注射L6-F4-2可以减轻中风的严重程度，提高存活率，并修复血管中出现的漏洞。

这项研究为治疗和预防神经系统疾病提供了新的方向。虽然这些实验是在动物身上进行的，无法保证结果能直接适用于人类，但研究团队表示这可能是治疗和预防神经系统疾病的第一步。他们希望这项研究能为开发修复血脑屏障的新一代药物提供思路，并使用一种与当前药物截然不同的策略和分子靶点。

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受穿山甲启发的微型机器人可以治疗内出血

斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所的科学家设计了一种新型的仿照穿山甲的微型机器人，该机器人能够根据需要进行流畅移动和卷曲。

研究团队以穿山甲为灵感，设计了一种长2厘米、宽1厘米的微型机器人。该机器人具有可移动、滚动和加热的重叠鳞片。它的软层由带有磁性颗粒的聚合物构成，而硬层则由重叠的铝制“鳞片”构成。

当机器人暴露在低频磁场中时，研究人员可以通过操控使其卷曲并移动。一旦卷曲，该设备可以将药物等颗粒运送到体内的目标位置。

然后，当机器人暴露在高频磁场中时，它可以加热到70摄氏度以上。在这个温度下，它可以用于治疗内部出血、切除肿瘤组织和治疗血栓。

在实验室测试中，穿山甲状的设备能够在不损坏软组织的情况下穿越，并通过覆盖出血部位并加热来止血。这意味着该微型机器人具有巨大的潜力，可用于处理复杂的内部治疗和程序。这一研究为微型机器人在医学领域的应用开辟了新的可能性。

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韩国科学家利用电子自旋实现更快的充电、更高容量的电池

韩国浦项科技大学的化学工程系教授金源培率领研究团队开发出一种新型的电动车充电技术，使充电时间缩短至六分钟。

研究团队运用了一种新颖的自混杂法和直接电池替代法合成了锰铁氧体（Mn3-xFexO4）纳米片，将其作为电动车正极材料。通过水热法创造了纳米厚度的锰铁氧体片，增加了表面积，利用高度自旋化的电子显著提高了储存容量，将锰铁氧体材料的理论容量有效提高了50%以上。

扩大正极材料的表面积有利于大量锂离子的同时移动，从而提高电池的充电速度。实验证明，仅需要六分钟即可为一个与市场上电动车电池容量相当的电池进行充放电。这项研究在合成过程中的挑战性问题上取得突破，显著加快了电池的充电速度。

这一研究提供了一种新的方法，克服了传统正极材料的电化学限制，并通过表面改变的合理设计，增加了电池的容量。研究人员表示，这一创新有望增加电池的耐用性，并缩短电动车的充电时间，为电动车的推广和发展提供了有力支持。该技术的成功应用将有助于解决电动车充电时间长、充电基础设施不足等问题。

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瑞士苏黎世联邦理工学院成功实现空中激光数据传输，每秒可传输数十太比特数据

瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家与欧洲合作伙伴共同完成了一项空中激光数据传输的实验，通过在瑞士的容克努克峰和伯尔尼市之间测试激光系统，成功实现每秒数十太比特的高速数据传输。

研究团队通过测试实现了一种卫星光学通信链路，在容克努克峰的高海拔研究站和伯尔尼大学兹默瓦尔德天文台之间成功传输高数据量的激光信号。尽管没有直接使用宇航卫星进行测试，但他们在自由空间距离53公里（33英里）上实现了高速数据传输。

为了准确接收信号，研究团队使用了具有97个微型可调镜片的微机电系统（MEMS）芯片，对光波进行相位校正。这些微镜片的变形可以以每秒1500次的速度修正光束的相位偏移，从而提高信号的质量。这种改进使得在53公里的传输距离上实现了每秒1太比特的数据传输速率。

研究团队还开发了新的强大光调制技术，实现了对光波的高度灵敏度检测，从而在最恶劣的天气条件下或低激光功率情况下实现了高数据速率的传输。他们通过利用光波的振幅、相位和极化等特性来巧妙地编码信息位，使用新的4D二进制相位偏移键控（BPSK）调制格式，即使只有大约四个光子，接收器仍然可以正确检测到信息位。

研究团队的实验结果引起了全球范围内的轰动。该系统实现了每秒1太比特的传输速率，且仅使用单一波长。在未来的实际应用中，该系统可以轻松扩展到40个通道，即每秒40太比特的传输速率，使用标准技术进行实现。

此项研究的实际应用和市场化将由工业合作伙伴负责，但苏黎世联邦理工学院的科学家们将继续研究他们开发的新调制格式，该调制格式有望在其他数据传输方法中提高带宽。这一研究突破了传统光学通信的限制，为未来高速、高容量的数据传输提供了新的可能性。

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