solidot新版网站常见问题,请点击这里查看。
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月06日 16时55分 星期一
来自再会,谢谢所有的鱼
人类大脑似乎是演化的最高成就,但是这一成就根源极深:现代大脑源于复杂性方面数亿年的增量进步。演化生物学家通过动物家族树的分支追溯了这一进程,该分支包含了所有具有中枢神经系统的生物,即两侧对称生物,但明显神经系统的基本元素出现得更早。英国埃克塞特大学的一组研究人员最近的一项发现清楚地表明了这个“更早”有多早。他们发现,所有早于具有中枢神经系统生物的主要动物群都具有两种重要神经递质的化学前体,神经递质是神经系统使用的信号分子。然而,最大的惊喜是这些分子也存在于动物的单细胞亲属——领鞭虫中。这一发现表明,动物神经肽的起源甚至早于最早的动物演化。在挪威 Sars 国际海洋分子生物学中心研究神经元演化起源的 Pawel Burkhardt 认为,这一发现“解决了一个长期存在的问题,即动物神经肽是何时以及如何演化的。”它还表明在对大脑运作至关重要的信号分子中,至少有一些分子最初是为了完全不同的目的,在仅由单个细胞组成的生物体中演化出现的。动物的神经系统由相互连接的神经元组成,通过各种肽神经递质在突触之间传递信息。这些肽是神经元相互交流的语言。
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月06日 15时52分 星期一
来自女神觉醒
放电器官帮助电鱼(如电鳗)做出各种令人惊异的事情:它们发送并接收类似于鸟鸣的信号,帮助根据物种、性别甚至个体识别其他电鱼。《Science Advances》上的一项新研究揭示了微小的基因变化是如何让电鱼演化出放电器官的。这一发现还有助于科学家寻找某些人类疾病背后的基因突变。演化利用鱼类基因中一个奇怪的地方发展出了放电器官。所有的鱼都有同样基因的复本,这些基因会产生微小的肌肉运动,被称为钠通道。为了演化出放电器官,电鱼关闭了肌肉中钠通道基因的一个复本,并在其他细胞中将其打开。通常使肌肉收缩的微型电机被用来产生电信号,瞧!一种具有惊人能力的新器官诞生了。 德州大学奥斯汀分校和密歇根州立大学的研究人员发现这种钠通道基因的一小部分——大约 20 个字母长——控制着该基因在任何给定细胞中是否表达。他们证实,在电鱼中,这个控制区域要么被改变,要么完全缺失。这就是为什么电鱼肌肉中两个钠通道基因中的一个被关闭的原因。论文通讯作者 Harold Zakon 教授表示:“该控制区域存在于大多数脊椎动物中,包括人类。”“因此,就人类健康而言,下一步将是在人类基因数据库中检查该区域,以了解正常人有多少变异,以及该区域的某些缺失或突变是否会导致钠通道的表达降低,这可能导致疾病。”
科技
wanwan(42055)
发表于2022年06月06日 15时39分 星期一
来自火星之剑
加拿大康考迪亚大学的一组科学家正使用声波打印错综复杂的三维物体,研究报告发表在《Nature Communications》期刊上。该技术被称为直接声音打印(DSP)。在当前版本中,一个转换器将聚焦的超声波脉冲通过腔室的侧面发送到腔室内的液态聚二甲基硅氧烷(PDMS)树脂中。这样做会产生超声波场,在树脂中的特定位置暂时形成快速震荡的微小气泡。随着这些气泡的振荡,它们内部的温度上升到大约15000 K(14727℃ 或者26540℉),内部的压力上升至超过 1000 巴(14504 psi)。尽管这种温度和压力的突然飙升只会持续数皮秒(万亿分之一秒),但是它会让树脂在气泡的位置固化。因此沿着预定路径逐步移动转换器,就可以构建出错综复杂的三维物体——一次只成形一个微小的像素。除了能生产非常小的精细物品外,DSP 还能在具有不透明表面的其他结构内非侵入性地打印结构。除了 PDMS 树脂,科学家还成功使用 DSP 打印出陶瓷材料制成的物体。他们现在计划试验聚合物-金属复合材料,然后是纯金属。
电源
wanwan(42055)
发表于2022年06月06日 15时30分 星期一
来自方舟
根据发表在 PNAS 期刊上的一项研究,斯坦福大学发表声明警告,长期以来被吹捧为核能未来的小型模块化反应堆实际上会比传统的核电站产生更多的放射性废弃物。研究主要作者、麦克阿瑟学院斯坦福大学国际安全与合作中心(CISAC)的前博士后研究员 Lindsay Krall 表示:“我们的研究表明,大多数小型模块化反应堆的设计实际上会增加需要管理和处置的核废料数量,在我们研究的案例中,这一数量会增加 2 到 30 倍。”“这些发现与这种先进核技术的倡导者们宣称的降低成本并减少放射性废弃物的好处截然相反。”

当中子分裂反应堆中心的铀原子时,核反应堆会产生能量,并产生新的中子继续分裂其他的铀原子,从而产生连锁反应。但是一些中子会从核心逸出并撞到周围的结构材料(例如钢和混凝土)上,这个问题被称为中子泄露。被逸出的中子“激活”之后,这些材料会变得具有放射性。这项新研究发现,由于小型模块化反应堆的尺寸较小,与传统反应堆相比,它们会出现更多的中子泄露。泄露的增加会影响其废弃物的数量和构成。Ewing 表示:“泄露的中子越多,中子激活过程产生的放射性就越大。”“我们发现,小型模块化反应堆产生的中子活化钢至少比传统核电站多九倍。这些放射性材料在废弃处置之前必须仔细进行管理,这将代价高昂。”

声明指出,这是一个问题,因为仅在美国,废核燃料就以每年大约 2000 公吨的速度积累,这些废料“目前存储在反应堆场的水池或干桶中”。但这不是唯一的问题: 研究还发现,和现有的核发电站相比,小型模块化反应堆生产每单位能量产生的废核燃料的数量要多得多,而且复杂得多。共同作者、英属哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院院长 Allison Macfarlane 教授表示:“一些小型模块化反应堆设计需要化学高热值燃料和冷却剂,这些燃料和冷却剂会产生难以处理的废料。”“那些高热值燃料和冷却剂在废弃处置之前可能需要昂贵的化学处理。” 研究得出的结论是,总体而言,小型模块化设计在放射性废物产生、管理需求和废弃处置选择方面不如常规反应堆。废核燃料的长期辐射也是一个问题。研究小组估计,一万年以后,三个研究模块生产单位能量所排放出的废核燃料中钚的放射性毒性将比常规核发电站废核燃料中钚的放射性毒性至少高 50%。作者们表示,由于这种高水平的放射毒性,小型模块化反应堆废物的地质储存库应该通过周全的选址过程,仔细加以选择。