一項重大綠色技術進步：用樹葉制造電路板

　　德國德累斯頓工業大學(TU Dresden)的研究人員開發出一種可用樹葉制成的生物降解材料，用以替代傳統電子設備中的印刷電路板(PCB)。根據本月早些時候發表在《科學進展》(Science Advances)上的報告，這種名為“leaftronics”的樹葉電路板有望顯著減少人類每年產生的數千萬噸電子廢物。

　　樹葉雖然可生物降解，但其“骨架”——由木質纖維素組成的高度分枝細脈網絡——賦予了其超強的耐久性，使其能夠抵御強風和極端環境。研究人員通過化學處理去除了葉片的細胞組織，僅保留骨架結構，并用乙基纖維素(一種堅韌的可生物降解聚合物)填充細脈孔隙，制成柔性電路板。

　　這種“leaftronics”電路板經受住了各種電子制造工藝的考驗，包括激光切割電路板形狀、用商用銀墨水印刷電路，以及焊接電子元件等操作。

　　更重要的是，“leaftronics”不僅性能可靠，還能自然降解。研究人員將其置于超聲波酸浴中，成功回收昂貴的金屬和電子元件，而電路板基材在堆肥條件下僅一個月便開始分解。

　　此外，研究表明，“leaftronics”的生產過程排放的溫室氣體遠低于傳統PCB。

　　《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)

　　科學家發現腎細胞和腦細胞一樣也能“記憶”

　　長期以來，神經元被視為與記憶聯系最緊密的細胞。然而，美國紐約大學的研究人員近日在《自然通訊》(Nature Communications)上發表報告稱，遠在大腦之外的腎細胞也能夠以類似神經元的方式存儲信息和識別模式。

　　大腦以外的細胞同樣需要記錄信息，其中一種機制依賴于對記憶處理至關重要的蛋白質CREB。這種蛋白以及其他與記憶相關的分子成分，存在于神經元和非神經元細胞中。然而，研究人員此前尚未確定這些分子在不同細胞中的工作方式是否一致。

　　在研究中，科學家將人工基因植入人類胚胎腎細胞。這種人工基因與自然產生的DNA片段——研究人員稱之為“記憶基因區域”——高度相似。基因中還包含螢火蟲發光蛋白的生產指令，作為基因活躍程度的指示器。

　　研究團隊隨后用化學脈沖刺激這些腎細胞，這些脈沖模仿了神經元觸發記憶機制的信號。通過觀察細胞產生的光亮強度，研究人員能夠判斷記憶基因的激活水平。實驗發現，不同的脈沖時間模式導致了不同的細胞響應。

　　《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

　　1、生物工程研究或將改變1型糖尿病的治療

　　再生醫學展現了非凡的潛力，未來需要移植新細胞、組織或器官的患者將無需依賴捐贈者。器官短缺和細胞類型不匹配的問題或將成為歷史，取而代之的是安全、按需的治療選擇。

　　盡管如此，這一革命性領域仍面臨諸多挑戰，其中包括如何引導干細胞分化為治療所需的特定細胞類型。即便成功制造出正確的細胞并使其在體內正常工作，免疫排斥問題仍然是一個巨大障礙。為克服這一難題，目前再生醫學治療常依賴全身免疫抑制，這使患者更易受到病毒、細菌和癌癥等外部威脅的侵害。

　　為解決這些難題，美國南卡羅來納醫科大學和佛羅里達大學的研究團隊合作提出了一種全新策略。他們設計了一種結合標記β細胞移植與特異性免疫細胞局部保護的治療方案。這些免疫細胞也帶有惰性的靶向分子標記。

　　研究人員表示，這項將干細胞工程與調節性T細胞(Tregs)工程相結合的方法，為T1D治療提供了現成解決方案的初步嘗試。

　　這項研究已發表在《細胞報告》(Cell Reports)雜志上。

　　在這一解決方案中，研究人員利用干細胞生成標記的β細胞，并通過調節性T細胞誘導局部免疫保護。實驗使用小鼠模型進行測試，將帶有非反應性標簽的β細胞移植至免疫缺陷小鼠的腎膠囊中。結果顯示，這些細胞成功整合并開始分泌功能性胰島素。然而，在下一階段測試中，當小鼠暴露于攻擊性免疫細胞時，所有移植的β細胞都被免疫反應摧毀，這一結果與T1D患者的實際情況一致。

　　2、科學家揭示天王星與海王星平淡表面下的隱藏奧秘

　　天王星和海王星在太陽系中獨一無二，雖表面平淡無奇，卻隱藏著復雜的內部結構。40年前，“旅行者2號”探測器飛越天王星和海王星時，天文學家驚訝地發現它們并不像地球那樣具有全球偶極磁場，而是擁有無序的磁場。這表明在它們深層內部并不存在像地球那樣的物質對流運動。

　　為了解釋這一現象，20多年前的兩支獨立研究團隊提出，這兩顆行星可能擁有不能混合的層，從而阻止大規模對流和全球偶極磁場的形成，但其中某些層可能會產生混亂的磁場。然而，這些非混合層的組成成分始終未能明確。

　　近日，美國加州大學伯克利分校的一位行星科學家利用機器學習技術，運行了模擬540個原子行為的計算機模型。模型中的碳、氧、氮和氫比例反映了早期太陽系中已知的元素構成。結果發現，當這些原子被加熱并受到高壓時，層狀結構會自然形成：一層富含水，另一層富含碳氫化合物。

　　研究預測，天王星在其約3000英里(約4828公里)厚的大氣層下方存在一層約5000英里(約8047公里)厚的富水層，下面緊鄰一層同樣厚度的富碳氫化合物層。雖然海王星的質量更大，但其直徑更小，大氣層更薄，卻也擁有類似的富水層和富碳氫化合物層。

　　這項研究本周發表在《美國國家科學院學報》(PNAS)上。

　　《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

　　1、科學家利用表面活性劑成功生產非晶納米片

　　日本名古屋大學的研究人員成功解決了納米片技術的一大難題。他們采用表面活性劑，從多種材料中生產出非晶納米片，包括鋁和銠等難以合成的超薄非晶金屬氧化物。這一突破性研究發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上，為非晶納米片在燃料電池等領域的應用鋪平了道路。

　　研究團隊設計了一種靈活的合成方法。其過程從固態表面活性劑入手，這種活性劑能夠在其框架結構中排列金屬離子，尤其是在層間空間中進行排列。由于非晶納米片本身沒有層，表面活性劑層則充當了替代品。

　　表面活性劑通過限制金屬離子在其晶體內的分布，形成了不同種類的晶體。加入水后，水與表面活性劑中的金屬離子發生反應，觸發水解作用，導致這些金屬離子部分分解，形成小的、孤立的金屬簇。

　　隨后，研究人員使用甲酰胺等溶劑幫助這些金屬簇排列成有序結構。這種組織過程由表面活性劑的初始晶體形狀引導，形成了金屬簇模仿表面活性劑晶體形狀的薄片。

　　利用這一方法，研究團隊成功用鎵離子制造了厚度僅約1.5納米的非晶納米片。隨后，他們將該技術擴展至其它難以處理的金屬氧化物和氫氧化物(如鋁和銠)，進一步驗證了這項技術的廣泛適用性。

　　2、跨度達數十億年的宇宙地圖證實了愛因斯坦引力理論

　　一個國際研究團隊利用宇宙規模的觀測數據驗證了愛因斯坦廣義相對論的引力預言。

　　科學家們使用美國暗能量光譜儀(DESI)，繪制了涵蓋約600萬個星系、時間跨度達110億年的宇宙地圖。這些觀測數據代表了廣義相對論在大尺度宇宙結構上的最嚴苛測試之一，為理解引力如何塑造宇宙提供了重要見解。

　　通過分析星系隨時間聚集的模式，研究人員揭示了宇宙結構的演化方式，并利用這些數據測試了修正引力理論的可能性——這是一種用于解釋宇宙加速膨脹現象的替代假設，通常歸因于暗能量的作用。

　　研究結果顯示，星系聚集的模式與標準引力模型以及愛因斯坦的預測完全一致。這一發現驗證了當前宇宙學的主要模型，同時對修正廣義相對論的可能性提出了嚴格限制。修正理論通常用于解釋宇宙膨脹等異常觀測結果。

　　DESI國際合作小組已在在線知識庫arXiv上發表了。