6月13日(星期五)消息,国外知名科学网站传来了一系列令人欢呼雀跃的好消息,科技的活力正在尽情绽放!
《自然》网站(www.nature.com)
呼吸模式如同指纹,可识别身份并反映身体状况
哇塞!以色列魏茨曼科学研究所的研究团队有了超级酷炫的发现。原来每个人的呼吸模式就像独一无二的指纹一样,不仅能用来识别身份,还能反映身体质量指数(BMI)和心理健康状态呢!这项超棒的研究成果发表在了《当代生物学》(Current Biology)期刊上。
研究人员开发了一款可以戴在颈部的可穿戴设备,通过鼻管对97名健康参与者24小时内的呼吸气流进行监测,记录下了吸气和呼气时长、鼻孔气流差异等24项参数。利用机器学习算法对这些数据进行分析后,团队惊喜地发现呼吸模式具有高度的个体特异性。在后续测试中,算法对参与者的识别准确率高达96.8%,而且清醒时段的数据比睡眠时段还要更精准哟!
进一步的分析还显示,BMI较高的人在睡眠时的呼吸特征和较低BMI者不一样,焦虑或抑郁倾向者的吸呼气模式也有差异。哪怕大多数参与者心理健康问卷得分较低,呼吸数据依然能反映出这些有趣的关联。
专家们兴奋地指出,这项研究突破了传统呼吸监测的短时局限,为呼吸诊断和疗法设计开启了全新的方向。就像美国军方已经通过呼吸训练帮助士兵管理压力啦。目前,研究团队正积极探索与低压力相关的呼吸模式,说不定未来我们就能通过调整呼吸方式来改善心理健康,想想就很让人期待呢!
这项成果表明,呼吸可不只是简单的生命体征,它还可能成为揭示身心健康的“神奇窗口”,有着广泛的医疗和安全应用潜力,科技让我们对呼吸有了全新的认识!
《科学》网站(www.science.org)
美国国家科学、工程和医学院(NASEM)近日发布了一份超有前瞻性的报告,建议美国在本世纪中叶前建造一种新型μ子对撞机,目标是重夺粒子物理学领域的领先地位。μ子是电子的不稳定重粒子,对撞机通过让它们高速碰撞来探索新的物理现象。和现有的大型强子对撞机(LHC)相比,μ子对撞机理论上能以更低的成本实现更高的能量,还能更高效地产生新粒子,这简直就是科技界的“性价比之王”啊!
目前,LHC通过质子对撞进行研究,可质子是复合粒子,碰撞时只有部分能量参与反应。而μ子是基本粒子,碰撞时能释放全部能量,这就使得10万亿电子伏特(TeV)的μ子对撞机可以媲美100 TeV的质子对撞机呢。另外,μ子质量较小,加速所需的环形轨道更紧凑,说不定还能大幅降低成本,这可真是太让人兴奋啦!
不过呢,μ子的寿命极短,对撞机需要在极短的时间内完成产生、加速和碰撞,技术难度那是相当高。但这可难不倒勇敢的科学家们,报告建议立即启动研发计划,开发关键技术并建造演示加速器。这一建议和美国粒子物理学项目优先小组(P5)此前提出的路线图是一致的。
报告还建议,在μ子对撞机建成前,美国应该参与欧洲粒子物理实验室CERN的电子 - 正电子对撞机项目,这样就能大量产生希格斯玻色子,深入研究它的性质。此外,报告还大力支持暗物质、暗能量和中微子等领域的探索。
虽然这个计划面临着预算挑战,当前美国联邦政府正在削减科研经费,而μ子对撞机预计要耗资200亿美元,能源部和国家科学基金会可能难以投入足够的资金支持研发。但报告撰写者信心满满地认为这一构想可不是空想,而是未来粒子物理学的重要方向,让我们一起期待它的实现吧!
《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)
告别硅时代?科学家造出全球首台二维计算机
在半导体领域,硅材料长期以来一直主导着智能手机、计算机和电动汽车等产品的制造。但是现在,美国宾夕法尼亚州立大学的研究团队带来了超级震撼的突破。他们利用二维材料(2D材料)——这种材料仅有原子厚度,却能保持优异的电子特性——成功开发出了全球首台能执行简单运算的二维计算机。这项了不起的成果最近发表在了《自然》(Nature)期刊上,标志着更轻薄、高效电子设备的美好未来正在向我们招手!
传统的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术依赖硅材料,而该团队采用二硫化钼(n型晶体管)和二硒化钨(p型晶体管)这两种二维材料,构建出了完整的CMOS计算机。二维材料在原子级厚度下依然能维持优异性能,完美避免了硅材料在微型化过程中的性能退化问题。
研究团队通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺制备了超过1,000个晶体管,并且通过精确调控制造流程,成功优化了晶体管的阈值电压,让计算机能在低电压下运行,功耗极低,最高运算频率达25千赫。虽然目前它的性能还落后于传统硅基芯片,但这项研究已经充分证明了二维材料在计算领域的可行性。团队还建立了计算模型,将二维计算机与先进硅技术进行对比,结果显示它有着巨大的优化潜力。
二维材料研究虽然起步较晚(2010年左右),但发展速度那叫一个快。和历经80年发展的硅技术相比,这项突破预示着未来电子器件可能会迈向更轻薄、高效的新时代,科技的活力正在不断涌现!
《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)
新型血液检测能提前三年“预警”癌症风险
一项突破性的研究让我们看到了战胜癌症的新希望!通过分析血液中肿瘤脱落的微小基因片段,科学家能够在患者出现癌症临床症状前三年就检测到肿瘤存在的迹象。这项超厉害的研究成果是由美国约翰斯·霍普金斯大学的研究团队完成的,并发表在了《癌症发现》(Cancer Discovery)期刊上。
研究人员对社区动脉粥样硬化风险(ARIC)研究中的血液样本进行了分析,该研究原本是为了探索心血管疾病的危险因素。团队采用高精度测序技术,对比了26名采样后六个月内确诊癌症的患者和26名健康人的血液样本。结果令人惊喜,在确诊前采集的样本中,部分患者的血液已经能检测到肿瘤相关的基因突变。更让人惊叹的是,在部分病例中,癌症迹象甚至在确诊前3.1至3.5年就已经存在了。
多癌种早期检测(MCED)技术在这一研究中展现出了巨大的潜力。在采样时接受检测的52人中,8人结果呈阳性,而且这8人都在四个月内确诊。进一步分析更早的血液样本发现,其中4人在癌症确诊前三年就已经携带肿瘤突变信号了。
专家们激动地指出,这项技术为癌症超早期筛查设定了灵敏度基准,让医生能在肿瘤尚未恶化时采取干预措施,大幅提高治愈率。不过,研究人员也提醒我们,仍需要进一步探索检测阳性后的临床管理方案,以确保精准诊断和有效治疗。
该研究标志着癌症早筛技术迈入了新阶段,未来我们或许可以通过常规血液检查提前发现肿瘤风险,为患者争取宝贵的治疗时间,这是多么令人开心的事情啊!