美发明处理金属玻璃新方法

     本报讯  据美国物理学家组织网近日报道，金属玻璃用途广泛，但用其制造零件时成本高昂，而且容易留下瑕疵。现在，美国科学家研发出一种名为快速火花成型的新技术，该技术能低成本、快速地制造出无瑕疵、形状各异的金属玻璃零件。
　　
　　该项目的领导人、加州理工学院工程和应用科学教授威廉姆·杰森在13日出版的《科学》杂志上表示，新方法将彻底改变冶金领域的面貌。

　　1960年，加州理工学院的科学家们首先发现了金属玻璃，金属玻璃既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病，其强度是工业用钢铁的3倍、柔韧性是钢铁的10倍，广泛应用于航空航天和消费电子等领域。

　　金属玻璃在用来制造有用的零件时，必须被加热到500摄氏度左右，达到软化并变成浓稠的液体才能铸造成型。但在浓稠的液态下，金属玻璃的原子很快会自发地“各就各位”形成晶体，避免其快速结晶是制造金属玻璃零件时面临的主要挑战。

　　以前，人们主要通过将金属玻璃加热到结晶相的熔点之上（一般都超过1000摄氏度）来制造金属玻璃零件。人们将熔融的金属玻璃投入一个铁模具中，让其在结晶之前冷却。但有个问题：铁模具一般只能承受600摄氏度左右的温度，因此，需要经常替换，这就大大增加了生产成本。而且，在1000摄氏度高温下，液态金属玻璃的流动性很强，很容易泼溅，让最终获得的零件“伤痕累累”。

　　杰森团队另辟蹊径，以极快的速度来加热和处理金属玻璃。他们只将固态金属玻璃加热到500摄氏度左右，使其达到流动性足以让其注入一个模具中并冷却下来的液体状态，一切都发生在金属玻璃结晶之前。

　　杰森团队使用电阻加热技术来均匀且快速地加热这种材料。他们在约1微秒内，朝一根小金属玻璃棒发射一束短暂而密集的电流脉冲，给其传送1000焦耳的能量来将其加热。该电流脉冲均匀地加热了整个金属玻璃，速度是以前的1000多倍。杰森表示，半微秒内，金属玻璃就达到了合适的温度，然后，熔融状态下的金属玻璃被注入模具中并冷却，耗时仅几微秒。

　　杰森团队使用这一新技术，成功地在550摄氏度、不到40微秒内将一个金属玻璃棍加热制成了一个环形物体，新环形物没有瑕疵，也没有被氧化。

　　科学家能利用新技术对熔融状态下的金属玻璃展开研究，例如，通过在其结晶前加热，科学家耗时几微秒就可查看结晶过程。新技术现已被申请了专利，并正在进入商业化生产。（刘霞）

日开发出高效培养心肌细胞方法

      新华社东京3月1日电  日本一个研究小组日前宣布，他们开发出了利用诱导多功能干细胞（iPS细胞）高效培养心肌细胞的方法，今后如果能够利用这一方法大量培养心肌细胞，将可用于恢复因心肌梗塞而受损的心脏功能。
   
　　京都大学iPS细胞研究所副教授山下润率领的研究小组，向实验鼠的iPS细胞加入环孢菌素A（一种免疫抑制剂）后进行培养，发现发育成的心肌细胞数量是不加入环孢菌素A时的约12倍。而利用人类iPS细胞进行培养时，在培养到第12天的时候，确认生成的心肌细胞数量，是不加入环孢菌素A时的4倍以上。
   
　　研究小组认为，这表明环孢菌素A在诱导实验鼠和人类iPS细胞发育成心肌细胞过程中发挥了重要作用。
   
　　研究小组确认，利用人类iPS细胞培养的心肌细胞与人类心脏心室细胞拥有同样的性质和结构。相关论文已刊登在新一期美国科学杂志《公共科学图书馆·综合》网络版上。 类胰岛组织培养成功

     据新华社东京2月19日电，日本横滨市立大学的研究小组日前宣布，他们通过在模拟微重力环境下培养胰腺β细胞，最终制造出具有立体结构的类胰岛组织。
　　
　　研究人员介绍说，如果在培养皿中培养胰腺β细胞，只能形成平面组织，制造胰岛素的能力很低，而他们通过旋转盛有培养液的容器，让容器内部出现微重力环境，并在这种环境下培养小鼠的胰腺β细胞，结果培养出与小鼠的胰岛几乎相同的组织。研究人员用同样的方法培养大鼠的胰腺β细胞，也取得了成功。
　　
　　研究人员说，这一立体组织与胰腺中由β细胞等构成的胰岛非常类似，但制造胰岛素的能力更强。研究人员将这一组织移植给糖尿病模型鼠后，小鼠的血糖值明显下降。

成人T细胞白血病致病机制揭开

      据新华社东京2月17日电，日本研究人员日前报告说，他们发现了成人T细胞白血病的致病机制。这一发现将有助于预防和治疗成人T细胞白血病。
　　
　　成人T细胞白血病是由于感染成人T细胞白血病病毒I型引起的。此前研究发现，这种病毒中的HBZ基因会导致癌细胞增殖，但却不清楚其致病机制。
　　
　　日本京都大学教授松冈雅雄和坂口志文率领的研究小组发现，这种病毒在人体内感染了免疫细胞——T细胞后，病毒中的HBZ基因通过抑制T细胞的免疫功能形成有利于病毒生存的环境，促使T细胞恶性增殖。

新艾滋病疫苗雌猕猴实验获成功

      法国研究人员日前报告说，他们研制的一种新型艾滋病疫苗在雌性猕猴身上实验成功。实验结果表明，疫苗能够有效防止艾滋病通过性途径传播。
　　
　　法国国家科研中心以及国家健康与医学研究所的研究人员在美国最新一期《免疫》杂志上报告说，为了验证疫苗的有效性，研究人员对5只雌性猕猴进行了鼻部和肌肉注射。结果显示，在疫苗的保护下，雌性猕猴对阴道感染艾滋病产生了免疫，其血清化验始终呈现阴性。此外，进一步的实验表明，这种新型疫苗对预防普遍存在于欧美和印度的艾滋病B亚型和C亚型病毒效果明显。
　　
　　法国国家科研中心的摩根·邦塞尔表示，这种疫苗目前仅在雌性猕猴身上实验成功，而且获得这一结果的前提是实验对象的阴道没有创伤，如果要进一步确认疫苗的有效性，还需要对雄性猕猴展开实验。

干细胞缺陷或是导致脱发的主因

      美国最新研究发现，干细胞缺陷可能是导致脱发的一个主要原因。这一发现将有助于科学家找到治疗脱发的新方法。
　　
　　研究人员分析了54名40岁至65岁男子的头发和头皮组织，结果发现，无论是脱发还是没有脱发的头皮组织中，毛囊干细胞的数量都是相同的，所不同的是，脱发头皮组织中的毛囊干细胞没有产生让头发生长的源细胞，这表明毛囊干细胞产生了缺陷，使头皮无法长出头发。
　　
　　领导这一研究的乔治·科斯萨利斯说，此前研究以为导致脱发的原因是毛囊干细胞已经不存在了，但最新的研究发现，毛囊干细胞还在，只是出现了缺陷。

临床数据首次证实癌症干细胞概念

      据美国物理学家组织网12月22日（北京时间）报道，斯坦福大学研究人员通过对白血病干细胞的基因表达方式研究发现，癌症干细胞基因表达水平更高的病人比表达水平低的病人预后效果要差很多，该发现首次通过临床数据证明了癌症干细胞概念。医疗人员可据此预测群体病人的治疗结果，并帮助开发新的临床疗法。研究发表在12月22日的《美国医学会》杂志上。
   
　　论文第一作者、斯坦福大学癌症系统生物学中心安德鲁·简托斯表示，白血病干细胞的信号越强，病人寿命越短，病情恶化得越快，治疗效果就更差。目前，研究小组正在继续研究数据，以最终从各种结合抗体疗法中确定哪些疗法对癌症干细胞高表达基因信号的病人最有效。

外显子测序揭示小脑共济失调的致病基因

      我国科学家应用外显子组测序技术进行单基因病研究获得一项突破，对促进国内单基因病研究的发展具有重要意义。近日，由深圳华大基因研究院、中南大学湘雅医院等单位合作研究“利用全外显子组测序技术发现小脑共济失调新的致病基因TGM6”在国际知名杂志《Brain》上在线发表。
　　
　　小脑共济失调是一种常染色体显性遗传的神经系统疾病，疾病临床常表现为运动失调。应用传统的定位克隆方法只能将候选致病基因定位到基因组上的一段区域，并不能确定致病基因。而外显子组测序技术不仅可以直接检测到包括罕见突变在内的大量突变，还能进一步通过生物信息分析确定候选致病基因。TGM6基因的发现，对今后阐明该病发病机制、遗传诊断和新药研发具有重要的研究和应用价值。

我甲醇制烯烃技术领跑世界

      新闻提示：10月26日，新一代甲醇制烯烃（DMTO-Ⅱ）工业化示范项目技术许可合同在京签订，这标志着具有中国自主知识产权、世界领先的新一代甲醇制烯烃技术，在走向产业化的道路上迈出了关键一步，同时标志着新一代甲醇制烯烃工业化示范项目——陕西煤业化工集团与中国三峡总公司合作建设的67万吨/年煤制烯烃项目正式启动。

　　打通甲醇制烯烃技术链条

　　时间回到2010年8月8日，正在外地开会的中科院大连化学物理研究所（下称大连化物所）所长张涛收到了一条“投料试车一次成功”的短信。这条内行人的交流短信的完整版是：世界首套甲醇制烯烃工业装置（年产60万吨烯烃）在包头投料试车一次成功，该装置采用的正是大连化物所具有自主知识产权的甲醇制烯烃（DMTO）技术。

　　“本项目的成功示范，标志着我国具有自主知识产权的煤制烯烃技术的商业化实践取得了圆满成功，从而奠定了我国在世界煤基烯烃工业化产业中的国际领先地位。”张涛说。

　　“当时我们正和张所长在一起，大家听了这个消息，都鼓起掌来。这个成功来之不易！”大连化物所办公室主任杨宏清晰地记得那天的细节。

　　发短信的人是大连化物所副所长、DMTO项目总负责人刘中民。“在中国‘领跑’世界煤基烯烃工业化之前，由煤制合成气、合成气制甲醇都是成熟的技术，与此同时，传统石化路线的烯烃制乙烯、丙烯下游技术也都非常成熟，从甲醇到烯烃才是煤基烯烃工业化链条中最关键的一环。”刘中民说，“为了打通这一环，30多年来，中国4代科学家持续攻关，终于突破了以催化剂为核心的一系列关键技术，最终打通甲醇制烯烃技术链条。”

　　在刘中民向大家介绍该技术的PPT中，有一张直观的图——“神华包头60万吨/年煤制烯烃项目”图表，图中各技术链条对应着掌握该技术国的国旗，中国的五星红旗图标醒目地标在甲醇到烯烃这个技术环节上，这正是刘中民所说的煤制烯烃工业技术环节中的“关键一环”，也是让他和中国人为之骄傲的——具有中国自主知识产权。

　　刘中民告诉记者，乙烯、丙烯都是极其重要的化工原料，目前主要依赖于石化路线生产。但中国石油资源短缺，石油进口依存度逐年增加，如果按照目前的原油消费水平和国内产量的增速来估算，2010年中国石油的对外依存度将达到52%，这在一定程度上限制了以石化路线生产乙烯和丙烯产品的发展，并对中国能源发展战略构成严重威胁。

　　另据有关部门预测，2010年，我国乙烯当量需求量约2484万吨，相比产量而言，仍存在供需缺口；丙烯当量需求量约1905万吨，产量约1315万吨，供需缺口约590万吨。“以上数据表明，我国乙烯丙烯的市场缺口较大，两者的市场前景非常广阔，而石油价格的不断攀升限制了石化路线生产低碳烯烃的发展，甲醇制烯烃技术以我国相对富裕的煤炭资源作为原料，其优势就更加明显。”刘中民说。

　　技术及产业化居世界前列

　　上世纪70年代石油危机的冲击，引发了利用非石油资源生产低碳烯烃的技术研究。甲醇制取低碳烯烃包括主产混合烯烃（MTO）技术和主产丙烯（MTP）技术，是煤基烯烃技术路线的关键所在。刘中民告诉记者：“20多年来，随着石油价格的多次波动，国际上仅有美国、德国的两三家企业还在坚持研究，国内则以大连化物所的甲醇制烯烃技术为代表。”

　　在刘中民的心中，大连化物所甲醇制烯烃技术的研发历程非常清晰。他介绍说，早在“六五”期间，甲醇制烯烃催化剂研制被列为中科院重大课题，发展的固定床催化剂先后于1985年、1993年完成实验室小试和中试工作；上世纪90年代初，大连化物所在国际上首创“合成气经由二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法”；2004年，大连化物所与相关企业合作，建设了世界首套万吨级甲醇制烯烃工业性试验装置，于2006年完成工业性试验，装置规模和技术指标均处于国际领先水平；2007年，大连化物所同神华集团签订60万吨/年甲醇制取低碳烯烃技术许可合同，这也是世界首套煤制烯烃技术许可合同；2010年8月8日，采用中国自主知识产权甲醇制烯烃技术的世界首套甲醇制烯烃工业装置在包头投料试车一次成功。

　　“国际首创”、“世界首套”……每一阶段的成功都标志着同国际上其他开展该项技术研究的国家相比，大连化物所的研发成果一直居于世界前列，并积极推动着工业化试验和产业化的发展。“多年来，中国科学院坚持自主创新，不断在甲醇制烯烃技术研发和产业化进程中创造佳绩，引领了世界煤基烯烃行业的发展。”张涛说。

　　新一代技术研发成功

　　距世界首套甲醇制烯烃工业装置（年产60万吨烯烃）在包头投料试车一次成功不到3个月，新一代甲醇制烯烃（DMTO-Ⅱ）工业化示范项目技术许可合同即在京签订。

　　相比甲醇制烯烃技术的艰难历程，在原有技术基础上开发的新一代甲醇制烯烃技术要顺利得多，如果从2008年3月算起，新一代甲醇制烯烃技术从实验室研究开始，到工业化试验成功，再到产业化示范启动，仅用了两年七个月时间。

　　对新一代甲醇制烯烃技术时间表中的关键点，刘中民如数家珍：

　　今年5月19日，新一代甲醇制烯烃技术工业化试验技术在陕西省华县通过了72小时现场审核。

　　6月26日，新一代甲醇制烯烃技术在北京通过了中国石油和化学工业联合会组织的鉴定。经鉴定，新一代甲醇制烯烃技术的甲醇转化率达到99.97%；科技查新表明拥有自主知识产权，是甲醇制烯烃技术的再创新；技术成果达到世界领先水平。

　　9月，陕西一家清洁能源企业签署《甲醇制烯烃（DMTO-II）项目及其配套工艺包设计专有技术合同》。根据合同，该企业将采用新一代甲醇制烯烃技术在陕西省渭南市蒲城县建设180万吨/年甲醇制67万吨烯烃项目。

　　“相比甲醇制烯烃技术，新一代技术热量利用更合理，每吨烯烃甲醇消耗降低10%以上，大幅度降低了烯烃生产的原料成本。”刘中民说，“该技术的诞生，进一步提高了技术经济竞争力和资源利用率，对发挥我国煤炭资源优势，缓解我国石油资源紧张局面，发展煤制烯烃新型煤化工产业具有重大意义。”