克罗地亚里耶卡大学的研究人员基于生成式AI模型实现了精确的分类器,以在具有挑战性的肽序列空间中进行搜索。他们训练了5个循环神经网络,达到了81.9%的准确率和0.865的F1-score;分子动力学模拟和实验证实,生成式模型发现自组装肽的准确率为80~95%,优于此前最先进的模型。该研究有效补充了人类对自组装肽的探索,加速了材料发现智能实验室的发展。(Nature,11.19)
法国蒙彼利埃大学的研究团队基于可定制灵敏度和测量范围的简单传感器结构,开发了一种自解耦三轴力传感的电子软磁皮肤,将校准复杂度从已知的二次(N
2
)或三次(N
3
)尺度降低到线性(3N)尺度。三轴自解耦特性是通过叠加两个正交磁化的柔性磁膜来实现的。传感器可应用于测量膝关节中的三维力分布、通过触摸演示教导机器人、监测各种活动中膝关节骨架和人体皮肤之间的相互作用力等场景。(Nature,11.19)
美国斯坦福大学的研究团队开发了仿生飞行机器人PigeonBot II。它由仿生骨架和鸽子羽毛组成,这些羽毛形成了可以展开的机翼和可以展开、升高、倾斜与左右偏转的尾翼。湍流风洞实验表明,反射性尾翼倾斜与偏转和机翼变形相结合,可以减少扰动并抑制荷兰滚(即由于没有垂直尾翼导致的不稳定性);户外飞行测试表明,自主反射控制器在起飞、巡航和降落期间增强了机器人稳定性。该研究从鸟类飞行反射机制出发,启发了高效且减少雷达信号的无舵飞机的设计。(Science Robotics,11.20)
德国马克斯·普朗克智能系统研究所受丝绒虫分泌物启发,开发了一种软体毫米机器人,其通过外部磁场控制的快速刚度变化实现了精确的粘附控制、稳定性和可重复性。机器人演示了在柔软湿润的器官中稳定运输、从螺栓上拧下螺母以及支持小鼠肿瘤切除手术,表现出在生物医学工程中的潜在适用性,尤其是针对小规模生物组织。(Science Advances,11.20)
机器人及其粘附机理和应用 @马克斯·普朗克智能系统研究所
瑞士苏黎世联邦理工学院的研究团队表明人类和小鼠的脂肪组织在体重明显减轻后都会保留细胞转录变化。小鼠脂肪细胞表观基因组中存在持续的肥胖诱导改变,这会对其功能和对代谢刺激的反应产生负面影响,从而加速其体重反弹。脂肪和其他类型细胞中的肥胖记忆主要基于稳定的表观遗传变化,导致节食中经常出现随着时间推移重新增加体重的“溜溜球”效应,针对这些变化或有助于改善长期体重管理和健康。(Nature,11.20)
样本仅包含BMI下降至少25%的个体 @苏黎世联邦理工学院
美国麻省理工学院的研究团队开发并评估了一种微喷射输送系统,该系统可以将喷流沿轴向和径向输送到组织中,适用于胃肠道管状和球状段的内窥镜应用或患者自我给药。研究确定了适合不同胃肠道段的压力和喷嘴尺寸,描述了系统在大型动物模型中给药大分子(包括胰岛素、胰高血糖素样肽-1类似物和小干扰RNA)的能力,达到与皮下给药相近的水平,有助于拓宽内窥镜和可摄入药物输送设备的应用场景。(Nature,11.20)
设计具有自精炼机制的可回收微米级Na
2
S阴极
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中国科学技术大学的研究团队提出了一种通过调节Na
2
S再沉积行为的Na
2
S精细制备策略。利用导电结构和硫化亚铜催化的协同作用,微米级Na
2
S颗粒在初始循环期间被分解并重新沉积为纳米尺寸,从而在后续循环中充分利用。得到的Na
2
S/CPVP@Cu
2
S||Na电池具有优异的循环性,平均库仑效率超过99.7%,倍率能力在4Ag/S时为480mAhg/S。此研究为利用微米级Na
2
S提供了一种创新思路,并对其转化途径提供了见解。(Nature Communications,11.19)
Na
2
S/CPVP@Cu
2
S的制造和表征 @中国科学技术大学
中国南京大学的研究团队介绍了一种由二甲基亚砜和乙腈组成的绿色溶剂系统,可有效溶解铯盐和溴盐而避免形成有毒溶剂,并添加乙醇以防止前体降解和延长溶液处理窗口。基于该绿色溶剂的宽带隙(WBG)钙钛矿太阳能电池实现了19.6%(1.78eV)和21.5%(1.68eV)的能量转换效率。该研究还在环境空气中沉积出WBG钙钛矿,并使用绿色溶剂制造出窄带隙钙钛矿,促进了环保制造的可行性。(Nature Energy,11.15)
龙宫上的碳酸钠为太阳系外存在高盐度水提供证据
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日本京都大学的研究团队报告了小行星“龙宫”样本中碳酸钠、氯化物和硫酸盐的存在,这表明富含盐分的碱性水曾经流经其母体。高浓度的盐水可能是在水蚀作用的最后阶段通过液态水的蒸发或冻结形成的。太阳系中的碳质小行星也可能发生过类似的过程,尽管陨石的陆地风化可能会掩盖盐沉淀的证据。(Nature Astronomy,11.18)
美国堪萨斯大学的研究团队提出了一个模型,来解释蟹状星云脉冲星不寻常的“斑马”纹图案。该模型支持对脉冲星磁层进行“断层扫描”,发现蟹状星云脉冲星的等离子体磁层起到“衍射屏”作用,衍射效应产生的高频脉冲(HFIP)进而形成了“斑马”纹,同时也解释了带间距、高极化、恒定位置角等其他特征。蟹状星云脉冲星的射电主脉冲和间脉冲与高能辐射相位一致,表明它们位于同一辐射区域;其他具有这种特征的脉冲星或也能观察到类似的HFIP特性。(Physical Review Letters,11.15)
中国科学技术大学的研究团队使用高度扭曲的咔唑核超光还原剂KQGZ对全氟烷基物质(PFAS)进行脱氟。PFAS在40~60℃下进行光催化脱氟,产生无定形碳和氟化物盐,其中的无机氟化物盐可以回收利用。研究比较了聚四氟乙烯(PTFE)和低聚PFAS的反应行为和产物成分差异,为PFAS(尤其是PTFE)的低温光还原脱氟以及新型超级光还原剂的发现提供了潜在方案。(Nature,11.20)
矿化胶原胶合板有助于提高自体骨移植的性能
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法国索邦大学的研究团队在小鼠和绵羊骨缺损模型中使用一系列无细胞仿生胶原蛋白基材料,证明层次化混合微结构对骨再生有积极影响。这种微结构结合了胶原胶合板与结晶不良的生物磷灰石,具有刺激骨骼生长的潜力,其物理化学特性在支持骨形成中起到关键作用,可作为有竞争力的骨移植材料。(Nature,11.20)
谷歌DeepMind开发了一个基于变压器的循环神经网络AlphaQubit,这是一种基于人工智能的解码器,可以以最先进的精度识别量子计算错误。利用谷歌Sycamore量子处理器的真实数据,此解码器在距离为3和5的表面码上的表现优于其他最先进的解码器;在距离高达11的情况下,解码器在包括串扰和泄漏在内的真实噪声模拟数据上保持了优势。(Nature,11.20)
AlphaQubit的表现优于其他先进解码器 @DeepMind
IBM欧洲研究所通过实验实现了误差缓解的动态电路和电路切割,以创建需要周期性连接的量子态。他们通过经典链路实时连接至多142个量子位,跨越2个量子处理单元(QPU),每个QPU有127个量子位。该链路支持在一个QPU上基于另一个QPU的测量结果来应用量子门。此外,误差缓解控制流增强了量子位连接和硬件指令集,从而提高了量子计算机的多功能性。(Nature,11.20)