作者:冯维维 来源:中国科学报 发布时间:2017-8-24
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《自然》及子刊综览

 

《自然—通讯》

新方案可造出更小天线

近日发表于《自然—通讯》的一篇论文描述了一种天线设计新方案,利用这种方案可以制造出比当前使用的小型天线还要小100倍的新一代天线。这种技术在便携式无线通讯系统中有潜在的应用前景,包括穿戴式电子产品、智能手机、可生物植入和生物注射的天线及物联网。

传统天线有严谨精确的金属结构,它们的大小经过严格控制,以保证与特定的辐射波长产生共振,因此限制了天线微型化。美国波士顿东北大学Nianxiang Sun和同事发明了一种新的天线,它呈薄膜状,与特定的电磁波频率而非波长产生共振,这就大大缩小了天线的体积。薄膜由一层磁电材料制成,震动时,这层磁电薄膜会改变它的磁化强度,在声震的同时发射和接受辐射。

作者发现不同的几何设计能控制薄膜共振的频率,并且通过两种不同设计(跨越UHF到VHF无线电频率)来展示这项技术。新的天线与大小相似的传统天线相比性能更佳,而且它们完全无源,不需要任何电池,仅由简单的电子元件组成。

《自然》

新研究更深入了解双黑洞形成与演变

8月24日发表于《自然》的一篇论文分析了3个引力波信号和另外一个潜在的引力波信号,增进了人们对双黑洞的形成与演变的理解。

研究合并中的双黑洞所产生的引力波能够为认识双黑洞系统的形成提供宝贵线索。一般认为至少存在两种不同的双黑洞形成场景,而研究双黑洞的自旋(黑洞赖以形成的物质的角动量)合并可以验证这些互斥的理论。如果双黑洞源自共生的一对恒星,则它们的自旋应是对齐的,如果源自已经坍缩的恒星之间的动态互作,则可能是不对齐的。

英国伯明翰大学的Will Farr及同事检查了四次黑洞合并事件的自旋特性,其中三次(GW150914、LVT151012、GW151226)是在2015年检测到的,另一次(GW170104)在2017年检测到。如果这些黑洞的自旋速度与在银河系观测到的黑洞一样,则表明它们可能是随机对齐,也就意味着合并发生在恒星已经成为黑洞之后。作者认为至多只要再检测到10次此类事件,就有可能确认双黑洞的起源;之前人们认为需要更多的检测才能达到这样的信度水平。在同期评论文章中,美国宾夕法尼亚大学的Steinn Siguresson写道,该研究结果“意义重大,因为它指明了验证主要的(双黑洞)形成理论需要多少数据,而且表明所需的观测数量有望在不久的未来实现”。

《自然》

科学家揭示维生素C影响白血病机制

8月21日在线发表于《自然》的一篇论文报道了一种分子机制可用来解释低抗坏血酸盐(维生素C)水平和肿瘤加速形成之间的关联。血液中抗坏血酸盐水平极低的小鼠体内造血干细胞的频率和功能都会大大提高,因此导致白血病的加速形成,这部分由于肿瘤抑制基因Tet2被抑制所造成。

一直以来,研究代谢物(如抗坏血酸盐)水平的变化是否及如何调控干细胞功能、组织再生和肿瘤抑制非常困难。流行病学数据证明抗坏血酸盐水平低的人可能有更高的患癌风险,而白血病病人的抗坏血酸盐水平通常比健康个体低。然而,这些联系背后的分子原理并不为人所知。

美国得克萨斯大学西南医学中心的Sean Morrison及同事建立了一种灵敏度很高的代谢组学技术,来分析脱离组织的罕见细胞群的新陈代谢状况,并用它来研究人体和小鼠的造血干细胞。他们发现每个细胞类型都有一套独特的代谢系统,人类和小鼠的造血干细胞中的抗坏血酸盐水平都特别高,但随着细胞分化,其水平逐渐降低。

人类只能通过食物获取抗坏血酸盐,但是小鼠能够在肝脏中合成抗坏血酸盐。作者研究的小鼠经过改造失去了制造抗坏血酸盐的能力,因此必须通过食物来获得抗坏血酸盐以保持健康。这些小鼠的造血干细胞的数量的功能明显增加,对Tet2肿瘤抑制基因的功能产生消极影响,这在一定程度上使小鼠产生与白血病有关的变异,加速白血病形成。通过增加小鼠抗坏血酸盐的摄入量,它们的白血病形成有所减缓。若要更好地理解这些发现的潜在临床意义,研究人员需要做更深入的研究。

(冯维维/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st)

《中国科学报》 (2017-08-24 第2版 国际)
 
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