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5月27日外媒科学网站摘要:2050年抗生素耐药性或致1000万人死亡

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5月27日(星期一)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

《科学》网站(www.science.org)

睡眠能清洁大脑?新研究认为未必如此

我们都需要睡眠,但没有人真正知道为什么。在过去10年里,一种流行的理论认为,睡眠的一个关键功能是通过一系列被称为淋巴系统的微小通道将废物和毒素从大脑中冲洗出来。支持这一理论的人认为,睡眠问题会扰乱这一过程,可能会增加患阿尔茨海默病和其他脑部疾病的风险。

利用小鼠开展的实验似乎支持这一观点。但近年来,几组科学家对这一理论的某些方面提出了质疑。现在,美国罗切斯特大学的一项新研究发现,当小鼠醒着时,它们的大脑比睡着或麻醉时更有效地清除小的染料分子。研究人员称,淋巴系统可能仍然会清洁大脑,但睡眠实际上会减缓这种清洁。

其他研究人员对如何解释这一相反的结果感到困惑,一些人拒绝发表评论,因为害怕陷入激烈的辩论。一些人认为新发现是对睡眠清除理论的严重打击,但其他人则表示,新研究的方法与早期工作的差异太大,无法对其提出可信的挑战。

《科学通讯》网站(www.sciencenews.org)

科学家研究出制造钻石的新方法:无需极高压力

众所周知,自然界中的钻石是在地球地幔的巨大压力下形成的。但一项新的实验室技术使钻石的生成不再需要这种巨大的压力。

目前生产人造钻石最常见的方法是高温高压法(HPHT),需要大约5千兆帕斯卡的压力(约为50,000个大气压),这与钻石在上地幔中自然形成的压力相似。在这种技术中,碳在1400摄氏度左右的高温下溶解在液态金属中,形成钻石。

但科学家们在《自然》( Nature)杂志上报告称,钻石可以在常压下形成。钻石可以在常压下形成,这一过程在镓、铁、镍和硅的液体中进行,并需要暴露在富含碳的甲烷和氢气的气体环境中。这种新技术所需的温度为1025摄氏度,低于HPHT技术所需的温度。物理化学家表示,硅的加入似乎启动了钻石形成的初始阶段,允许一小部分钻石形成内核。此后,钻石晶体的其余部分即可形成。

对钻石的需求不仅限于首饰行业。科学家可以用钻石做任何事情,从感应磁场到寻找新的亚原子粒子。这种新方法可以使生产这种材料变得更加容易。

《科学时报》网站(www.sciencetimes.com)

到2050年抗生素耐药性或致1000万人死亡

世界卫生组织将抗生素耐药性(AMR)列为全球十大公共卫生威胁之一,显示出这一问题的严重性。

抗生素耐药性是指微生物对用于治疗它们所引起疾病的抗生素药物失去敏感性。当微生物随时间变化而对药物不再起反应时,就可能发生抗微生物药物耐药性。

这种情况可能导致患者恢复时间延长、感染更严重、医疗费用增加,需要采用风险更高的手术或更昂贵的药物,甚至可能导致死亡。结果是药物最终无效,感染可能持续存在。

因此,抗生素耐药性威胁到由真菌、寄生虫、病毒和细菌引起的感染的有效治疗和预防,构成了巨大的健康风险。

根据最近的估计,2019年全球有127万人因耐药感染直接死亡。到2050年,每年可能有多达1000万人因此死亡。

抗生素耐药性可能影响任何年龄的任何人。然而,那些免疫系统较弱或经常需要抗菌药物治疗的人群面临更高的风险。一个人感染次数越多,感染抗药性细菌的几率就越高。

虽然抗生素耐药性不能完全消除,但有一些方法可以限制接触。这包括遵循处方用药说明,不共用或服用别人的处方药,不要保留旧的处方以备后用,接种推荐的疫苗,遵循一般的健康习惯等。

《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)

1、利用“电子蜘蛛丝”,传感器可直接打印在人体皮肤上

虽然人类的皮肤非常敏感,但用电子传感器来增强它可能会从根本上改变我们与周围世界的互动方式。例如,直接印在皮肤上的传感器可以用于持续健康监测、提升皮肤感觉,或改善游戏和虚拟现实中的“真实感”。

虽然智能手表等内置传感器的可穿戴设备已经广泛应用,但这些设备可能会让人感到不舒服、突兀,并且抑制皮肤的自然感觉。

英国剑桥大学的研究人员利用PEDOT:PSS(一种生物相容性导电聚合物)、透明质酸和聚乙烯氧化物,制造出了生物电子“蜘蛛丝”。这种高性能纤维是在室温下由水基溶液制成的,使得研究人员能够控制纤维的“可纺性”。然后,研究人员设计了一种轨道旋转方法,使纤维能够适应生命表面的形态,甚至是指纹这样的微观结构。

这种纤维比人的头发至少细50倍,非常轻,研究人员直接将其打印在蒲公英蓬松的种子头上,而不会破坏其结构。当打印在人体皮肤上时,纤维传感器会紧贴皮肤,暴露汗孔,因此穿戴者几乎感觉不到它们的存在。将这种纤维打印在手指上的测试表明,它们可以用作持续健康监测仪。

这种低浪费、低排放的增强生活结构的方法可应用于医疗保健、虚拟现实、电子纺织品和环境监测等多个领域。

该研究结果发表在《自然电子学》(Nature Electronics)杂志上。

2、迈向6G及更高:工程师开启下一代无线通信

2010年初,美国市值数十亿美元的初创公司LightSquared宣布破产,该公司承诺将彻底改变蜂窝通信,但未能解决其信号干扰GPS系统的问题。

现在,美国宾夕法尼亚大学的工程师们开发了一种新工具,可以防止此类问题再次发生:一种可调滤波器,可以成功地防止干扰,即使是更高频段的电磁频谱。

电磁频谱是现代世界最宝贵的资源之一;只有一小部分频谱,主要是无线电波,适合无线通信。迄今为止,无线通信主要使用较低的频段。而这种新型可调滤波器的工作范围是600兆赫到6千兆赫,涵盖了3G、4G、5G和未来的6G通信。

这种滤波器是可调节的,工程师可以用它来选择性地过滤不同的频率,而不必使用多个单独的滤波器。除了可调之外,这种新型滤波器也很小——大约和25美分硬币一样大小,未来有可能被植入手机。这种新型滤波器之所以如此之小,部分原因是它只需要很少的能量。

《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)

1、NASA确定四项方案以破解地球气候密码

美国航空航天局(NASA)的地球系统探索计划(Earth System Explorers Program)选择了四项方案来研究温室气体、臭氧层、洋流和冰的变化。在NASA最终选出两个方案并发射卫星实现方案目标之前,每个方案将获得500万美元资金用于为期一年的研究。

选作概念研究的四个方案是:

1. 利用红外垂直分辨光探测器研究平流层对流层响应(STRIVE)。该任务将提供每日、近全球、高分辨率的温度、各种大气元素以及从对流层上层到中间层的气溶胶特性的测量,其空间密度比以往任何任务都高得多。

2. 海洋动力与大气交换(ODYSEA)。这颗卫星将同时测量海洋表面流和风,以提高我们对影响天气、气候、海洋生态系统和人类福祉的海气相互作用和表面流过程的理解。

3. 地球动力学大地测量探测器(EDGE)。该任务将观察陆地生态系统的三维结构以及冰川、冰原和海冰的表面地形,因为它们正因气候和人类活动而发生变化。

4. 碳调查(Carbon-i)。这项调查将使关键温室气体的多物种同步测量和乙烷的潜在量化成为可能——这将有助于研究驱动自然和人为排放的过程。

2、完美“带娃”期望或带来父母倦怠和儿童心理健康问题

美国俄亥俄州立大学的一项关于父母倦怠的新研究发现,追求成为“完美”父母的压力不仅不现实,而且对父母和孩子都有害。

研究人员在2023年6月15日至7月28日期间对700多名美国家长进行了调查,发现57%的受访父母经历过倦怠。

调查结果显示,父母的倦怠与内部和外部期望密切相关,包括自我评价、他人的判断、与孩子玩耍的时间、与配偶的关系以及保持房子清洁等。此外,研究表明,减少有组织的课外活动,增加自由玩耍时间,可以缓解儿童的心理健康问题,如焦虑和抑郁。

研究还强调了父母的心理健康和行为对孩子的深远影响。当孩子患有精神疾病时,父母往往会感到更加疲惫,可能导致更频繁的侮辱、批评、尖叫、诅咒或体罚孩子。这种父母过度劳累和过激的育儿行为与儿童心理健康问题的增加有关。

3、来自天空的能量:如何利用无人机发电

英国布里斯托尔大学飞行动力学与控制的一名讲师获得了英国工程和物理科学研究理事会(EPSRC)37.5万英镑(约合人民币375万元)的资助,用于进一步探索机载风能系统(Airborne Wind Energy Systems,AWE)。这一技术可能对实现英国的净零目标至关重要。

通过将无人机拴在地面站上,AWE可以在比传统风力涡轮机更高的高度收集风力。强风将无人机拉离地面站,并驱动发电机发电。

这项技术可以减少英国能源部门的碳足迹,提供海上和陆上的灵活性,并提高在偏远地区的操作能力,从而使英国能源部门受益。

为了产生最大的动力,AWE必须在强大的空气动力作用下以复杂的模式飞行。这需要一个复杂的系统,同时对操作要求很高——一个轻微的计算错误可能会使无人机坠落。

这是研究人员希望在这个项目中解决的挑战。通过提高AWE的安全性和效率,他们希望该项目能为AWE的商业化铺平道路。(刘春)

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