亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        2016:諾貝爾獎(jiǎng)的“一大步”

        2016-10-31 19:47:47梅松
        大眾科學(xué) 2016年10期
        關(guān)鍵詞:馬達(dá)機(jī)器科學(xué)家

        梅松

        截止2016年10月13日,2016年諾貝爾獎(jiǎng)的6個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)得主已全部揭曉。讓我們來(lái)看一看,這一次,科技又給我們帶來(lái)了哪些驚喜?

        2016年諾貝爾獎(jiǎng),民謠歌手鮑勃·迪倫“跨界”奪得文學(xué)獎(jiǎng);奧利弗·哈特、本特·霍姆斯特羅姆榮因?qū)ζ跫s理論做出的貢獻(xiàn)獲經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng);和平獎(jiǎng)授予哥倫比亞總統(tǒng)胡安·曼努埃爾·桑托斯,以表彰其在結(jié)束哥倫比亞長(zhǎng)達(dá)50多年的內(nèi)戰(zhàn)中所做的堅(jiān)定努力;日本科學(xué)家大隅良典獲得了生物學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng);大衛(wèi)·索利斯和鄧肯·霍爾丹及邁克爾·科斯德里茨獲物理學(xué)獎(jiǎng);讓·皮埃爾·索瓦、詹姆斯·弗雷澤·司徒塔特以及伯納德·費(fèi)靈格獲化學(xué)獎(jiǎng)。就讓我們來(lái)看看這些推動(dòng)時(shí)代進(jìn)步的研究,探尋一下科技的一小步如何給人類(lèi)帶來(lái)一大步。

        細(xì)胞自噬為“七分飽”找到理論依據(jù)

        北京時(shí)間10月3日,在瑞典卡洛林斯卡醫(yī)學(xué)院諾貝爾大廳,諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)宣布:將2016年諾貝爾生物學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予日本科學(xué)家大隅良典,表彰他對(duì)細(xì)胞自噬機(jī)制的發(fā)現(xiàn)。

        細(xì)胞自噬到底是什么?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),這是為吃飯要吃七分飽找到了依據(jù)。

        所謂自噬作用,是指細(xì)胞在應(yīng)對(duì)短暫的生存壓力時(shí),可通過(guò)降解自身非必要成分來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)和能量,從而維持生命。相應(yīng)地,自噬作用也可能降解潛在的毒性蛋白來(lái)阻止細(xì)胞損傷,或是阻止細(xì)胞的凋亡進(jìn)程。然而自噬并不總是良性反應(yīng),它更像是在走投無(wú)路時(shí)進(jìn)行的一場(chǎng)豪賭。

        據(jù)了解,在上世紀(jì)90年代初期,大隅教授篩選了上千種不同的酵母細(xì)胞,找到了15種和自噬有關(guān)的基因,他的研究令全世界的科研人員豁然開(kāi)朗。

        當(dāng)然,對(duì)于普通老百姓來(lái)說(shuō),更關(guān)心是這些研究會(huì)給我們今后的生活帶來(lái)怎樣的變化。近年來(lái),細(xì)胞自噬受到熱捧的一個(gè)重要原因就在于其與人類(lèi)生老病死的關(guān)聯(lián)。首當(dāng)其沖是衰老,簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō),中國(guó)人常說(shuō)的吃飯要吃七分飽,通過(guò)研究細(xì)胞自噬,讓這一說(shuō)法有了理論基礎(chǔ)。七分飽可以讓細(xì)胞自噬,維持細(xì)胞的代謝,從而讓人更長(zhǎng)壽。另外,細(xì)胞自噬的研究對(duì)于治療帕金森癥在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病都有幫助。

        而細(xì)胞自噬與腫瘤的關(guān)系更為密切,雖然到目前為止激活細(xì)胞自噬來(lái)預(yù)防腫瘤發(fā)生的直接臨床依據(jù)稍顯不足,但自噬在腫瘤早期發(fā)生過(guò)程中的抑制作用已被廣泛證實(shí),因此適當(dāng)?shù)靥岣呋A(chǔ)自噬水平可能成為未來(lái)腫瘤預(yù)防的重要措施。

        走進(jìn)薄層物質(zhì)的“平面世界”

        北京時(shí)間10月4日,瑞典皇家科學(xué)院宣布將2016年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予大衛(wèi)·索利斯(DavidJ.Thouless)和鄧肯·霍爾丹(F.DuncanM.Haldane)和邁克爾·科斯德里茨(J.MichaelKosterlitz),以獎(jiǎng)勵(lì)他們?cè)谖镔|(zhì)拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎嗟闹卮罄碚摪l(fā)現(xiàn)。

        這三位科學(xué)家使用了先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法來(lái)解釋異乎尋常的物質(zhì)狀態(tài)——比如超導(dǎo)體、超流體或者薄層磁性物質(zhì)的奇特屬性??扑固乩暮退骼寡芯苛似矫媸澜绲默F(xiàn)象,也就是在物體表面或者很薄的物質(zhì)上所發(fā)生的事情,它們可以被認(rèn)為是二維的世界,和日常描述的三維世界不同。霍爾丹還研究了細(xì)絲狀的物質(zhì),它們可以被認(rèn)為是一維的。

        拓?fù)鋵W(xué)是研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)的學(xué)科。它只考慮物體間的位置關(guān)系而不考慮它們的形狀和大小。

        三位科學(xué)家采用拓?fù)鋵W(xué)作為研究物理的工具,這一舉動(dòng)在當(dāng)時(shí)讓同行感到吃驚。在上世紀(jì)70年代早期,當(dāng)時(shí)的理論認(rèn)為超導(dǎo)現(xiàn)象和超流體現(xiàn)象不可能在薄層中產(chǎn)生,而邁克爾·科斯特利茲和大衛(wèi)·索利斯推翻了這一理論。他們證明了超導(dǎo)現(xiàn)象能夠在低溫下產(chǎn)生,并闡釋了超導(dǎo)現(xiàn)象在較高溫度下也能產(chǎn)生的機(jī)制——相變。

        后來(lái)到了80年代,大衛(wèi)·索利斯成功地解釋了之前的一個(gè)實(shí)驗(yàn),即超薄導(dǎo)電層中的電導(dǎo)系數(shù)可被精確測(cè)量到整數(shù)。他證明了這些整數(shù)在自然屬性中處于拓?fù)錉顟B(tài)。同時(shí),鄧肯·霍爾丹發(fā)現(xiàn),可以用拓?fù)鋵W(xué)來(lái)理解某些材料中的小磁體鏈的性質(zhì)。

        現(xiàn)在,我們已經(jīng)知道拓?fù)湎嘤泻芏喾N,它們不僅存在于薄層和線狀物,還存在于普通的三維材料中。過(guò)去十年里,這一領(lǐng)域的研究促進(jìn)了凝聚態(tài)物理研究的前沿發(fā)展,人們不僅僅對(duì)拓?fù)洳牧夏軌蛟谛乱淮娮悠骷统瑢?dǎo)體中產(chǎn)生應(yīng)用抱有希望,而且看好其在未來(lái)量子計(jì)算機(jī)方面的應(yīng)用。此刻,研究者依然在探索三位諾獎(jiǎng)得主開(kāi)創(chuàng)的薄層物質(zhì)“平面世界”的奇特屬性。

        比頭發(fā)絲直徑還要小1000倍的分子機(jī)器

        北京時(shí)間10月5日,2016年度諾貝爾化學(xué)授予法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)的讓·皮埃爾·索瓦(Jean.PierreSauvage)、美國(guó)西北大學(xué)的詹姆斯·弗雷澤·司徒塔特(SirJ.FraserStoddart)以及荷蘭格羅寧根大學(xué)的伯納德·費(fèi)靈格(BernardL.Feringa),以獎(jiǎng)勵(lì)他們“在分子機(jī)器的設(shè)計(jì)和合成”方面的貢獻(xiàn)。

        何為分子機(jī)器?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是生物體內(nèi)那些像機(jī)器一樣運(yùn)轉(zhuǎn)的東西,可用燒瓶、試管等儀器,用基本的非生命體化合物合成出來(lái),并用這些非生命體的分子機(jī)器來(lái)模擬生命體分子機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)。

        人類(lèi)能用自己的“巨手”造出微小尺度的機(jī)器嗎?科學(xué)家有兩種思路:一種是通過(guò)制造比人類(lèi)手更小的機(jī)器,由它再制造更小的機(jī)器;另一種是曾經(jīng)的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼的構(gòu)想:在例如硅表面上,由下而上地噴射一層又一層原子,之后將一些層溶解,從而得到可使用電流來(lái)控制的移動(dòng)部件。

        事實(shí)上,早在費(fèi)曼提出其構(gòu)想前,科學(xué)家們就嘗試用多種方式把分子連接起來(lái),以實(shí)現(xiàn)某種功能。索瓦日在1983年成功地將兩個(gè)環(huán)狀分子連接在一起,形成了一條特殊的“分子鎖鏈”,學(xué)名“索烴”。

        索瓦日的辦法是“輔助連接體法”:這種方法借用一個(gè)一價(jià)銅離子,將一個(gè)半圓形分子和環(huán)狀分子吸引在一起,再將兩個(gè)半圓形分子“焊死”成一個(gè)環(huán),從而達(dá)成“一環(huán)套一環(huán)”的效果。至今,科學(xué)家們已經(jīng)制造了類(lèi)似奧運(yùn)五環(huán)和央視臺(tái)標(biāo)等多種多樣的“分子鎖鏈”。

        更進(jìn)一步,上世紀(jì)90年代,斯托達(dá)特設(shè)計(jì)出了“輪烷”:簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將一個(gè)分子環(huán)套在一個(gè)長(zhǎng)條狀的啞鈴狀分子上,在這條軸的兩端設(shè)置有鍵連接點(diǎn),通過(guò)改變環(huán)境的PH值,就能控制分子環(huán)在連接點(diǎn)來(lái)回移動(dòng)。而除了用PH值控制開(kāi)關(guān)外,隨后科學(xué)家們又研究出可用光、熱乃至某些特定化學(xué)物質(zhì)控制的開(kāi)關(guān)。

        此后,科學(xué)家基于互鎖型有機(jī)超分子組裝體,設(shè)計(jì)合成了多類(lèi)分子機(jī)器,例如:分子電梯、分子肌肉、分子纜車(chē)和分子滑輪等。

        而這“最小機(jī)械”該怎么用呢?在索瓦日等科學(xué)家的研究基礎(chǔ)上,費(fèi)林加首先研究出了能夠做功的分子馬達(dá)。在1999年,他制作了一個(gè)分子轉(zhuǎn)子葉片,能夠持續(xù)朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。費(fèi)林加的分子機(jī)器主要利用具有擁擠結(jié)構(gòu)的烯烴類(lèi)有機(jī)分子,巧妙地設(shè)計(jì)合成了一類(lèi)可重復(fù)進(jìn)行單向旋轉(zhuǎn)的分子馬達(dá)。這種分子馬達(dá)在光和熱的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn),可驅(qū)動(dòng)比其自身大數(shù)千倍的物體運(yùn)動(dòng)。頗為有趣的是,2011年,費(fèi)林加團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)納米尺度的“小車(chē)”,同汽車(chē)一樣,它也有底盤(pán),有四個(gè)車(chē)輪,通過(guò)分子馬達(dá)車(chē)輪旋轉(zhuǎn)向前行駛。

        對(duì)于分子馬達(dá),諾獎(jiǎng)委員會(huì)給出了這樣的評(píng)價(jià):“從歷史發(fā)展來(lái)看,分子馬達(dá)和19世紀(jì)30年代的電動(dòng)機(jī)的地位相似,當(dāng)時(shí)科學(xué)家們展示了各種各樣的旋轉(zhuǎn)曲柄和輪子,卻并不知道這些東西最終將導(dǎo)致電車(chē)、洗衣機(jī)、風(fēng)扇以及食品加工機(jī)的產(chǎn)生?!?/p>

        分子機(jī)器如何接近實(shí)際應(yīng)用,至少可從以下幾方面來(lái)繼續(xù)研究:首先是分子機(jī)器理論的突破,比如分子機(jī)器的設(shè)計(jì)方法、原理以及確定分子機(jī)器做功參數(shù)。其次是能夠做功和響應(yīng)刺激分子機(jī)器的設(shè)計(jì)與構(gòu)建,如何利用目前已積累的功能基團(tuán)來(lái)構(gòu)造復(fù)雜的、多功能的精巧分子機(jī)器,仍是一個(gè)挑戰(zhàn)與難題。當(dāng)前絕大多數(shù)分子機(jī)器研究集中在溶液中,將分子機(jī)器與外界整合是實(shí)現(xiàn)其對(duì)外部環(huán)境做功的重要途徑,這可能也是分子機(jī)器由基礎(chǔ)研究走向?qū)嶋H應(yīng)用需要解決的問(wèn)題之一。(編輯/夏冬)

        猜你喜歡
        馬達(dá)機(jī)器科學(xué)家
        機(jī)器狗
        機(jī)器狗
        假如我是科學(xué)家
        未來(lái)機(jī)器城
        電影(2018年8期)2018-09-21 08:00:06
        “馬達(dá)”外公
        枰中俠侶
        棋藝(2016年4期)2016-09-20 06:15:27
        馬達(dá)螺紋水壺后蓋注塑模具設(shè)計(jì)
        與科學(xué)家面對(duì)面
        當(dāng)天才遇上科學(xué)家(二)
        當(dāng)天才遇上科學(xué)家(一)
        国产精品乱一区二区三区| 久久影院最新国产精品| 97久久综合精品国产丝袜长腿 | 国内精品久久久久久中文字幕 | 国产精品一区二区黄色| 亚洲啪av永久无码精品放毛片| 久久久国产精品ⅤA麻豆| 日韩成人无码v清免费| 色综合久久五十路人妻| 日本亚洲国产精品久久| 日韩av无码中文无码电影| 成人免费看片又大又黄| 中国亚洲女人69内射少妇| 欧美人与禽交zozo| 日韩av一区二区在线观看| 桃色一区一区三区蜜桃视频| 午夜爽爽爽男女污污污网站| 中文字幕精品一二三四五六七八| 乱子真实露脸刺激对白| 一区二区av日韩免费| 97精品熟女少妇一区二区三区| av狠狠色丁香婷婷综合久久| 3d动漫精品一区二区三区| 国产精品三级在线专区1| 日本国产一区在线观看| 国产精品久久久久高潮| 精品少妇一区二区三区视频| 日本一极品久久99精品| 色婷婷亚洲一区二区三区在线| 少妇被又大又粗又爽毛片| 成年女人毛片免费视频| 国产精品一区二区三区不卡| 日本区一区二区三视频| 欧美粗大猛烈老熟妇| 亚洲区偷拍自拍29p| 亚洲熟女av在线观看| 国产精品视频永久免费播放| 亚洲熟女乱色一区二区三区| 欧美日韩国产在线人成dvd| 久久开心婷婷综合中文| 国产色欲av一区二区三区|