中新网8月18日电 据日媒报道,美国国立卫生研究院(NIH)主任研究员小林久隆等人在本月17日发行的美国医学杂志《科学转化医学》上发表研究成果称,开发出了通过近红外线照射激活攻击癌细胞的免疫细胞淋巴球来消灭癌细胞的疗法。据称,通过小白鼠实验确认了该疗法对转移癌也有效。
报道称,淋巴球中有防止错误地攻击自身、发挥阻拦作用的细胞。癌症的免疫疗法会激活全身的淋巴球,因此存在着发生攻击健康细胞的“自身免疫反应”的风险,但是减弱激活程度就会减弱治疗效果,这是尚未解决的难题。而此次开发的疗法是仅破坏针对癌细胞的阻拦作用。小林称“有可能成为消除这一矛盾的强效药”。
小林等人使用了在特定波长的近红外线照射下会破坏周边细胞的化学物质,并将该物质和容易与发挥阻拦作用的“调节T细胞”结合的分子组合成了复合体。
将该复合体注射给移植了癌细胞的小白鼠,并仅在癌细胞上照射近红外线。结果显示,调节T细胞被破坏,激活了淋巴球,癌细胞减少,存活时间变长。
在将同一种癌细胞移植到不同部位、模拟转移癌的实验中,仅照射一个部位后,未照射的其他部位的癌细胞也减少了。分析认为,这是由于被照射的癌细胞内的淋巴球被激活后进入血液流向全身,并仅将特征相似的转移癌识别为攻击对象。
霍金:引力波理论意义超上帝粒子
据国外媒体报道,斯蒂芬·霍金的黑洞与宇宙起源理论为我们开启了探索时空之谜的渠道,现在这位科学家正在研究引力波理论,试图将其纳入新的理论体系中,并且认为如果引力波理论被成功突破,其意义绝不亚于希格斯玻色子(“上帝粒子”)的发现。
位于南极的BICEP2望远镜观测到疑似宇宙早期引力波现象后,许多科学家开始研究引力波理论,最新的调查结果显示,BICEP2望远镜的观测存在疑点,他们没有将银河系尘埃的影响效果进行充分考虑,由此得出了错误的结论。
BICEP2望远镜之前发现宇宙暴涨时期的引力波证据,似乎让我们看到了多元宇宙存在的可能性,科学家认为暴涨理论其实是具有争议的,现在大多数宇宙学家主张宇宙中的大部分结构拥有平滑的时空,而不是惊人费解的暴涨褶皱。
引力波的探索热潮也激起了斯蒂芬·霍金的兴趣,这位世界上最知名的科学家曾经影响了所有的宇宙理论,前不久霍金还声称其实宇宙中并不存在黑洞,我们应该称黑洞为“灰洞”。
目前,BICEP2望远镜的研究小组仍然在与欧洲空间局合作,与普朗克望远镜项目科学家一起对引力波进行观测,毕竟普朗克望远镜的数据能够减少观测上的不确定性,提供更加真实的数据。
瑞士正研究开发低成本染料敏化太阳能电池
据《每日科学》网站11月11日报道,瑞士洛桑理工大学的科学家凯文·西沃拉领导的研究小组正致力于利用丰富而廉价的氧化铁(铁锈)和水研发一种新型染料敏化太阳能电池(DSSC),以利用太阳能制备氢气。虽然发表在最新出版的《自然光学》上的这项研究成果目前仍处于试验阶段,但它代表了科学家在氧化铁和染料敏化二氧化钛太阳能电池研究方面的新突破。
染料敏化太阳能电池是一种模仿光合作用原理的太阳能电池,主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂和导电基底等几部分组成。其因原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单,在规模化工业生产中具有较大优势,对保护人类环境具有重要意义。
1991年,瑞士洛桑理工大学教授格兰泽尔在染料敏化太阳能电池领域取得重大突破,成功研制出可利用水直接生产氢气的太阳能电池。此后科学家们一直致力于研究低成本、高转换率且能规模化生产的染料敏化太阳能电池。
通常研究人员多采用氧化钛、氧化锡和氧化锌等金属氧化物作为纳米多孔半导体薄膜,西沃拉研究小组所遵循的基本原理与格兰泽尔相同,但采用氧化铁作为半导体材料。其研制的设备是一种完全自备式控制,设备所产生的电子用于分解水分子,并将其重新组成为氧气和氢气。该研究小组人员利用光电化学技术致力于解决困扰氢气制备的最关键问题——成本。
西沃拉说:“美国的一个研究小组已能将染料敏化太阳能电池的转换效率提高到12.4%。尽管其在理论上前景很诱人,但该方法生产电池的成本太高,生产面积仅为10平方厘米的电池,其成本就高达10000美元。”因此,西沃拉研究小组一开始就给自己设定了一个目标,即仅采用价格低廉的材料和技术。
西沃拉指出,他们研制的设备中最昂贵的部分是玻璃面板。目前新设备的转换效率依然较低,仅为1.4%至3.6%,但该技术潜力很大。研究小组还致力于研制一种简易便捷的制作工艺,比如利用浸泡或擦涂的方式制作半导体薄膜。西沃拉说:“我们希望未来几年内将转化效率提高到10%左右,生产成本降为每平方米80美元以下。如果能实现此目标,就能较传统的制氢方法更具竞争力。”
西沃拉预计,采用氧化铁作为半导体材料的串联电池技术,其转换效率最终将能够达到16%,同时成本也将会很低廉,这是该技术的最大优势。如果能够以廉价的方式成功储存太阳能,这项发明将能够大幅度增加人类利用太阳能的力度,可成为利用可再生能源的一种可靠方式。(郑焕斌)
科学家首次让中微子穿过厚石传递信息
科学家利用中微子通信的设想已提出数载,但如何方便地发射和探测中微子,把信息有效地调制给中微子并解调出来,一直是有待解决的难题。据美国物理学家组织网3月14日报道,科学家首次成功采用几乎无质量的一束中微子,以接近光的速度穿过240米厚的石头传递信息。这个团队已将相关研究论文提交给《现代物理学杂志》。
该论文的第一作者、美国北卡州立大学电气和计算机工程教授丹描述这项研究说:“不使用卫星或电缆,人们通过使用中微子可在地球上任意两点间交流。中微子的通信系统会比现在的通讯系统更复杂,其在未来将有重要的战略用途。”
大多数通信是通过发送和接收电磁波完成,但电磁波不能够轻易通过很多种物质,会被水和山以及许多其他液体和固体阻挡住。中微子是一种质量极小、又不带电的中性基本微粒,它能以近乎光速进行直线传播,并极易穿透钢铁、海水,而本身能量损失很少,因此是一种十分诱人的理想信息载体。
研究人员在费米国家加速器实验室使用了两个关键设备。第一个是世界上最强大的粒子加速器,通过让质子沿着2.5英里周长的轨道加速,然后用碳靶碰撞它们而打出高强度的中微子束。第二个是位于地下100米洞穴中被称作MINERvA的重达几吨重的探测器。由于在探测时,中微子不容易被探测到,所以用这种探测器来探寻,会从大约上百亿个微粒中探测到一个。
通信测试进行了两个小时,期间加速器正加速到其充分强度的一半时,MINERvA探测器在同期采集到了通信测试的交互数据。具体操作是,在一端,科学家使用中微子发送的信息被转化成二进制代码,换言之,把单词“中微子”描绘成一系列的“1”和“0”;在另一端,用MINERvA探测器探测到中微子,计算机把其传过来的二进制代码转换成英语,于是“中微子”这个词被成功接收。
参与这项实验的美国罗彻斯特大学物理教授弗兰德说:“显然,我们目前使用中微子传递信息的技术还需要大量的高科技设备,这在现今是不实用的。但这一步是促使现今技术朝向未来实际应用中微子通信的一个示范演示。”(华凌)
添加废玻璃的水泥更坚固耐用
据美国物理学家组织网近日报道,美国密歇根州立大学的研究人员发现,将废玻璃磨碎混合添加到水泥中制造出的混凝土会更坚固、耐用且防水,并可减少大量废玻璃的填埋场、通常高温下建造水泥所需的能源消耗和二氧化碳排放。相关两篇论文发表在最新的《固体废弃物的技术和管理》和《建筑建材》杂志上。
这种方法可用被粉碎磨细的玻璃将生产混凝土约20%的水泥替换掉。一直致力于研究玻璃拌合混凝土的该校土木及环境工程教授帕尔维兹说:“将磨碎的玻璃注入水泥混合物中的一个有利反应是,提高了水泥的基本化学性质,使得混凝土更加经久耐用,而且不像普通水泥那样吸收水分快。”
相关测试点已设立3年,位于这所大学剩余存储和回收中心、南布雷斯林学生活动中心和靠近校园东侧的哈伯德大厅外侧的人行道上。到目前为止,这种混凝土的测试结果显示相当不错。
该大学能源和环境工程师琳达·布玛说:“看到大学实验室所做的研究能够应用于我们的校园,感到非常满意。这种混凝土看起来与标准的混凝土并无太多不同,在颜色上有一点儿浅,但是在大多数情况下,很难分辨。”
帕尔维兹说:“通常水泥是在一个非常高的温度下加工,添加磨碎的废玻璃可显著降低其对能源的使用量及二氧化碳的排放量。”(华凌)