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  一项新研究称,通过真菌基因组发掘并找到了一种天然除草剂的新作用机理。随着除草剂抗性的日益加重,这一发现或能为急需新配方的除草剂军团再添一兵。相关成果近日在线发表于《自然》。  美国洛杉矶加州大学的Yi Tang、Steve Jacobsen和同事查找了丝状真菌的基因组,发现其中很多能产生帮助定殖、杀死植物的化合物,使其成为一种有效的除草剂潜在来源。考虑到代谢酶二羟酸脱水酶(DHAD)是植物生长所必需的生物合成途径的最后一步,研究人员特地寻找靶向DHAD的化合物。由于这一途径在动物中并不存在,便成了除草剂研发中最常见的靶标;不过,此前从未研发出作用于植物的天然DHAD抑制剂。  研究人员通过为真菌生存提供自身抗性的额外的DHAD基因序列,寻找编码DHAD抑制剂的生物合成基因簇。通过考察土壤霉菌土曲霉等各种常见的真菌,他们发现有一种基因簇可以编码酶,这些酶能产生已知的真菌产物aspterric酸。他们还发现aspterric酸正是DHAD的抑制剂,经测试证实其作为喷雾式除草剂效果良好。  此外,研究人员证实他们发现的这种自身抗性基因并不会受到aspterric酸的影响;把抗性基因转移到植物中后,植物也会对新型除草剂产生抗性。因此,这些发现不但有助于解决杂草除草剂抗性日益加大的问题,同时也证明了抗性基因导向的方法可用于发现更有效的、具有生物活性的天然产品。

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  据美国每日科学网站近日报道,土耳其科学家研制出了一种新型白光发光二极管(LED),发光效率达到创纪录的105流明/瓦。研究人员称,随着进一步发展,这款LED的效率可达200流明/瓦以上,有望在家庭、办公室等领域大显身手,实现更节能环保的照明。  新型LED使用市售的蓝色LED与柔性透镜相结合制造而成,柔性透镜填充有被称为量子点的纳米半导体颗粒的溶液,蓝色LED发出的光使量子点发出绿光和红光,其与蓝光结合产生了具有精确色温和光学特性的高质量白光。  研究人员解释,在制造白光LED方面,量子点具有多项优势:便于制造;可通过增加半导体颗粒的大小来改变它们的发光颜色;改变掺入量子点的浓度,可控制光的特性。  为了制造出这种LED,需要能将蓝光高效地转化为红光或绿光的量子点。为此,他们进行了300多项合成反应,得到了可发出不同颜色的光且效率表现最佳的量子点。他们在高温下混合镉、硒、锌、硫制成量子点溶液,将其填充在硅树脂制造的透镜与LED芯片之间的空隙。硅树脂透镜具有弹性,溶液注入其中不会产生任何泄露,而且材料的透明度保证了必需的光线可以通过。  目前,研究人员正着手提升LED的效率,并希望采用环保的无镉无铅材料。他们还计划研究不同条件下的液体LED,以保证它们可长期稳定地使用。  研究负责人、科克大学的赛达特·尼扎茂格鲁说:“新LED的效率比其他基于量子点的白光LED更高,而且,制造量子点及合成新LED的方法简单、便宜,适用于大规模生产。如果能用效率为200流明/瓦的LED取代传统照明光源,将使全球照明用电量减少一半以上,可减少2亿吨温室气体排放。”

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  一个国际研究团队7月16日说,他们发现了人类烤面包迄今最古老的证据,比人类最早的农业活动还早至少4000年。  发表在新一期美国《国家科学院学报》上的研究显示,考古学家在约旦东北部的纳吐夫狩猎采集点遗址发现了1.44万年前人类烤制面包的烧焦残迹。此前,人类烤面包的最早证据来自土耳其一个有9100年历史的遗址。  研究人员指出,最新发现表明,使用野生谷物烤面包可能促使当时的人类开始种植谷物,从而在新石器时代引发了一场农业革命。  来自丹麦哥本哈根大学、英国伦敦大学学院和剑桥大学的研究人员分析了纳吐夫狩猎采集点遗址的24处残迹,结果发现当时人们研磨、筛滤、揉捏并烹制了野生谷物,包括大麦、小麦和燕麦等驯化谷物的野生祖先谷物。  负责发掘工作的哥本哈根大学考古学家托拜厄斯·里赫特说,使用野生谷物制作面包非常耗时,这可能是后来人类开展农业活动、种植谷物的动力之一。  研究人员指出,1.4万年前在纳吐夫生活的采集狩猎者正好处于人类开始定居、饮食结构发生变化的转折时期。纳吐夫遗址曾出土燧石镰刀状工具和研磨石器工具,因此考古研究者早就猜测在这里生活的古人类可能以一种更有效的方式利用植物。

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  要测量一个原子,不可能不扰动它,至少根据量子力学是这样的。但两名物理学家报告称,这一效应似乎有点麻烦,但它可以驱动一个微型引擎以近乎100%的效率运行——远高于汽车引擎的效率。目前,这一“测量引擎”仍是纯假设,但物理学家称或许未来真能造出一款这样的引擎。  “这是个非常好的想法。”法国蒙特邦奥圣马尔坦市投资量子计算的人工智能公司ProbaYes的物理学家DavidHerreraMartí说,“你可以想象有一群小分子机器被一束激光高效地驱动着。”  引擎是反复循环一系列动作从而把能量转化为有用功的一种机器。为了保持发动机的运转,引擎必须不断地恢复到初始状态,在此过程中,它需要失去一些热量。在热力学第二定律的条件下,不可避免的能量浪费严重地限制了热机的效率,使其低于气缸设定的温度水平。通常一辆汽车会只把25%的汽油能量转化为动力。  然而,美国纽约市罗切斯特大学的CyrilElouard和AndrewJordan说,在微小量子的领域,引擎可以从另一种来源获得能量(即测量一个微小粒子的位置所需的能量),并以几乎完全的效率使用它。他们两人设计了一种方案,例如只要反复测量粒子的位置,就可以在引力的作用下抬升粒子。  想象电梯地板上有一个保龄球。无论你看它多少次,它的位置都不会变。但当把保龄球缩小到中子大小时,量子力学显著地改变了这幅图景。因为中子是如此之小,其位置已无法被准确预测。相反,它需要用散射的量子波才能被发现,从而给出在不同地方找到该中子的概率。量子波有些类似悬浮在移动平台上的一团云,在平台附近密度很大,而在更高的地方则更稀薄,而中子很可能在平台附近。但直到测量发生,中子的位置才能被知晓。  利用量子测量“非此即彼”的性质,Elouard和Jordan想知道,测量的中子是在移动平台上方的一定距离内,还是在更远的地方。如果中子在靠近平台的区域内,它们实际上会离开平台;如果中子在靠近平台的区域之外,它们会以同样的设定距离向平台上方移动,在重力把中子拉回来之前捕获中子。研究人员近日在《物理评论快报》上发表的一项报告中指出,重复这个过程会逐渐抵抗引力束缚,使中子提升。有趣的是,该平台本身不会产生提升中子的作用力。相反,提升中子的能量来自于测量本身。  据计算,该“测量引擎”的效率可以达到99.8%。Jordan说,建立这样一个引擎是有可能的。“你不会用它来运行火车头。”他说,“但你可以运行一个原子或一个分子。”不过,这样的机器有什么潜在益处有待观察。  当然,有得必有失。使用准确度较低的测量方法需要更多周期提升中子。因此,量子测量引擎虽然效率很高,但其工作速度却很慢。HerreraMartí指出,最终该发动机也不可能逃脱热力学第二定律。他说,尽管研究人员没有具体说明其测量设备,但它一定是一台需要浪费能源的大机器。  尽管如此,测量引擎还是在量子力学的工具箱中加入了一个新工具。

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  记者7月17日从中国航天科技集团六院获悉,该院研制的我国首台大推力、高性能液氧煤油高空发动机,日前成功实施首次整机热试车。  据悉,这是我国首型大推力、高性能液氧煤油高空发动机,推力可达120吨,用于运载火箭芯二级。相比现役75吨级液氧煤油发动机,其未来将用于运载能力更强的火箭型号。  由于突破并采用了多项创新技术,该型发动机性能及固有可靠性显著提升。在其研制过程中,六院11所研究设计团队开展了高空泵后摆发动机的设计工作。相比传统发动机的整体摆动,泵后摆技术将摇摆装置后置,局部摇摆,能减少发动机的体积。节省出来的空间可为运载火箭并联更多发动机提供可能,从而实现更大推力。  据介绍,研制团队仅用一个月的时间就完成了该型发动机系统方案论证,半年内相继完成了多项关键技术的论证工作,随后紧锣密鼓地开展了关键技术方案验证试验,从而确保了首次热试车的圆满成功。  本次试验验证了该型发动机方案正确性和技术可行性。试验的成功标志着我国大推力、高性能液氧煤油发动机技术在高空发动机领域获得重大突破,对大幅提高新一代运载火箭的运载能力、拓宽火箭型谱意义重大。

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  英国《自然》杂志7月17日在线发表一项癌症学最新发现,美国科学家团队研究显示,白血病细胞能够通过独特的神经迁移方式扩散至大脑。白血病是一种进展很快的癌症,这一发现可为白血病治疗提供一个新机遇。  急性淋巴细胞白血病(ALL)是一种起源于淋巴细胞的B系或T系细胞在骨髓内异常增生的恶性肿瘤性疾病,这种异常增生的原始细胞可在骨髓聚集并抑制正常造血功能。目前,对于其病因及发病机制尚未完全清楚,但已知其经常向中枢神经系统转移。和实体瘤脑转移不同,ALL仅向不易受到癌细胞浸润的软脑膜转移。尽管白血病各亚型都具有向中枢神经系统转移的特征,但长期以来,科学家对这种浸润的统一机制尚不明确。  此次,美国杜克大学研究人员多萝西·斯普金斯及其同事,证实了ALL细胞会随着腰椎或颅骨骨髓与蛛网膜下腔之间血管迁移。在此过程中,ALL细胞表达的整合素,会介导癌细胞和这些血管的基底膜相结合,而干预这种结合可以减少脑转移的发生。  研究团队认为,弄清正常血细胞和癌细胞与血管之间的相互作用有助于发现更多的干预靶点,从而治疗中枢神经系统的癌细胞浸润。在随附的新闻与观点文章中,德国海德堡大学医院科学家弗兰克·温科勒指出,这种独特的ALL脑转移路线是否与免疫监视或炎症过程有关,还需进一步研究。

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