正文 科海拾貝(4)(1 / 3)

星際空間發現的新分子

天文學家利用GreenBankTelescope(GBT)射電望遠鏡,在我們銀河係中心附近一個巨大星際氣塵團中發現了兩種新的分子物質。它們是丙烯醛和丙醛分子,丙烯醛分子由8個原子組成,其中3個碳原子、4個氫原子和1個氧原子,而丙醛分子由10個原子組成,其中有3個碳原子、6個氫原子和1個氧原子。

這兩種分子都屬於醛類化合物,可以根據在K-波段頻率(18~26千兆赫)中的一定頻率來鑒別它們。

這兩種分子所在的氣塵團位於那裏著名的密實分子氣塵團B2中,距地球約2.6萬光年。的確,說它密實隻是在宇宙尺度上,因此,它們與星際氣塵團中分子物質生成物發生複雜化學反應進行得非常緩慢,需要幾十萬年乃至幾百萬年。

目前,天文學家在星際氣塵團中已鑒別出約130種不同的分子,其中大部分分子由少量原子組成,隻有極少幾種含有8個或更多一些原子。

這次發現的丙烯醛和丙醛分子正是屬於罕見的幾種分子,迄今為止還沒有闡述太空中含有5個以上原子的分子形成理論。

轉基因病毒可以炸死癌細胞

英國腫瘤中心和倫敦大學瑪麗皇家醫學院科學家發現了一種新方法來防治惡性腫瘤。以尼克·列莫伊教授為首的研究小組建議在癌腫塊中植入轉基因病毒,轉基因病毒會在受損細胞內部“爆炸”。

通常在病毒侵入健康細胞時,細胞會發現侵入並激活自殺程序,從而阻止疾病的擴散。但是某些傳染病帶有能“欺騙”人體細胞的特殊基因,以確保自身能快速增生。

英國科學家試圖切斷腺病毒中的一個基因(E1B-19kD),然後研究其在人體中的感染情況。實驗結果表明,健康細胞能輕易識別轉基因病毒和預防疾病逐漸發展。而不會自殺的癌細胞對於腺病毒來說是增生的合適介質,並且增生的速度如此之快,以致癌細胞直接被“爆炸”,從而有效阻止癌腫塊繼續發展。

英國腫瘤中心和倫敦大學瑪麗皇家醫學院科學家利用癌細胞已進行了一係列成功實驗室試驗,癌細胞取自胃癌、肺癌和腸癌以及實驗鼠。人體試驗計劃已於2005年開始,不久的將來將可以談論轉基因病毒“炸死”癌細胞新方法的實際效果。

激光驅動機器人

日本近畿大學河島信樹教授領導的研究小組,在實驗中成功地用激光驅動了機器人。專家認為,在核電站等難以更換電池的場所使用激光驅動機器人工作是將有標佳的前景。

實驗是在奈良市舉行的激光能源國際會議上進行的。四條腿的機器人“蘭迪”搭載有14塊太陽能電池板,每塊長7厘米,寬4厘米。

研究人員在離機器人10米的地方,用波長800納米的半導體激光照射機器人的太陽能電池板,電池板就可以發出功率為30瓦的電力,使機器人進行步行、抬起一條腿等基本活動。

河島信樹等人還計劃,在今年秋天將讓機器人搭載照相機和機械手,在激光驅動下進行攝影和抓取物體的實驗。

機器人一般使用電池為電源,然而在核電站和化學汙染嚴重的場所,對正在作業的機器人更換電池有一定困難,相反使用激光驅動則十分便利,此外,在宇宙空間用激光驅動機器人也比使用電池優越。

地下2000米生活的微生物

有誰能相信,在地下數千米深的地方,仍然有生命的存在?在我國實施的入地工程——“大陸科學鑽探工程”中,我國科學家驚奇地發現在地下2000米深處的極端條件下,仍然有大量微生物存活,這些微生物靠“吃”鐵、甲烷等維持生存。

這是近年來我國早期生命研究中的一項重大發現,對研究地下生物圈以及生命起源具有重要意義。

近年來,中美科學家對大陸科學鑽探工程中獲取的2000米岩心合作開展了地下微生物研究,通過對岩心的低溫冷儲及DNA分析,首次在1080米深度的岩石中發現了太古菌及細菌,然後又對6個不同的深度、4種不同岩石性質的固體岩心樣品及流體樣品進行DNA分析,發現了大量極端條件下生存的微生物,有嗜酸菌、嗜鐵菌、嗜甲烷菌等,並完成了嗜熱微生物的分離培養及鑒定的試驗性工作。

中科院微生物研究所和美國的科學家還設計了一係列培養基,並且分離到兩株活著的高溫菌株。以前人們認為石頭裏沒有生命,但這些生活在缺氧高溫極端環境中的‘饑餓生命’打破了人們的傳統觀念。它們藏身在岩石微細裂縫裏,隻靠‘吃’鐵、鎳、甲烷等生存。

圍繞太陽旋轉周期最短的天體

2004年5月10日,從事尋找近地小行星計劃研究的天文學家布朗·史基夫發現了一個天體,使他倍感興趣的是該天體異常快的運動速度。

布朗·史基夫馬上將這一發現向設立在美國馬薩諸塞州劍橋(波士頓衛星城)小行星中心(MinorPlanetCenter,MPC)進行通報,MPC命名新發現的這顆小行星為2004JG6。

2004年5月13日在MPC網頁上發表了2004JG6小行星軌道性能數據,它圍繞太陽沿一個橢圓軌道運動,橢圓軌道整個深入地球軌道內部,甚至還有部分軌道深入水星軌道內部。2004JG6小行星圍繞太陽運行一圈所用的時間為6個月,就是說它具有太陽係中已知天體圍繞太陽旋轉最短的周期。太陽係中大多數小行星分布於火星與木星軌道之間,它們圍繞太陽運行一圈的時間通常需要幾年時間。

2004JG6小行星橢圓軌道的長軸約為4800萬千米,即小行星運動的平均速度超過30千米/秒。該星接近地球的最小距離為560萬千米,而在它從水星旁邊通過時最近距離約為320萬千米。

值得一提的是,最近2004JG6小行星應在地球與太陽之間飛過,它將會在巨蟹星座與小犬星座背景下在傍晚時分從西方地平線上飛過。天文學家估計,2004JG6小行星橫截麵大小為500~1000千米。

可燃冰

中德兩國的科學家在近日的一項科學考察活動中發現中國南海確實存在天然氣水合物。

自6月2日開始,科學家們乘坐“太陽號”科考船,在南海上展開了為期42天的勘測考察。中德科學家在此次聯合考察中發現,中國南海確實蘊藏天然氣水合物。15日,載有26名中德科學家的德國“太陽號”科學考察船抵達上海。

天然氣水合物俗稱“可燃冰”,外表像冰,但其甲烷占總成分的80%~99.9%,可以燃燒。它也被認為是未來人類最理想的替代能源之一。1立方米的“可燃冰”燃燒,可以釋放164立方米的甲烷天然氣。

我國從1999年開始對南海展開天然氣水合物的資源調查和評估。2004年3月,廣州海洋地質調查局和德國基爾大學海洋科學研究所簽署合作協議,確定雙方共同對南海展開天然氣水合物研究,合作時間為1年。

單克隆抗體

隨著人類對人體自身免疫係統防範和抵抗癌細胞侵入機製認識的不斷加深,醫療科研人員對運用免疫療法治療癌症病魔的信心和也愈發加強,其中運用單克隆抗體來征服癌症成為一種新興的治療方法。

癌症免疫療法也就是通過激活和加強人體自身免疫係統來抵禦癌細胞的“入侵”。運用單克隆抗體來治療癌症,就是運用人工培養的單克隆抗體來加強人體自身免疫係統的機能,因為人工培養與人體自身產生的單克隆抗體在抗擊癌細胞的功能上是相同的。

如果說傳統的化療是對惡性腫瘤進行“地毯式轟炸”的話,那麼單克隆抗體就是征服癌症的“精確製導導彈”。在一定藥物或是毒素的配合下,單克隆抗體能準確“識別”和“瞄準”癌細胞並加以“打擊”。與傳統化療相比,由於單克隆抗體隻將癌細胞作為靶體,因此該療法的副作用明顯要小得多。

歐洲癌症研究協會主席、法國癌症治療專家密謝爾·馬爾蒂表示,運用單克隆抗體治療,能有效地抑製癌細胞的增長和擴散,在臨床運用中已經體現出其獨特的優勢。

例如,運用Herceptine這種單克隆生物藥品來治療乳房癌,和使用Mabthera這種抗CD20單克隆抗體結合化學藥物來治療惡性非何傑金淋巴瘤都已經在實際使用中越來越受到醫療界的認可、重視和推廣。

智能玻璃

英國的一個研究小組發明了一種玻璃塗層,可以反射太陽的高溫,但不會阻擋可見光的射入。

科學家說,這種玻璃可大量減少財政開支。由於建築師在房屋上安裝了越來越多的玻璃,我們的辦公室變成了溫室,空調費用日增。

除此之外,傳統窗戶的色調也令人不舒服,它們將光和熱阻擋在外麵。

而這種新塗層玻璃在低溫時,如同普通玻璃一樣,使可見光和紅外線穿過。當溫度高於29℃以上時,它的原子結構就會發生改變,開始反射熱量。

與其他任何溫度都反射熱量的塗層相比,這種新塗層就相對實用多了。

新塗層由二氧化釩和1.9%鎢混合而成。科學家將二氧化釩與其他金屬混合,70℃以上才能反射熱量。

相對來說玻璃容易變熱,所以在和煦的夏日,當環境溫度為25℃左右時會就發生化學變化。

但是在冬天,玻璃達不到變化溫度,所有太陽光能量都會照射進來,分享房間溫度。

化學家將玻璃加熱到550℃,然後將三氯氧化釩和六氧化釩的蒸氣分子通過玻璃表麵,它們就會發生化學反應,形成一層包含少許金屬鎢二氧化釩薄膜的。最佳厚度是100納米(相當於一張紙厚度的千分之一)。

與許多其他塗層方法不同的是,這個過程是在一個大氣壓下完成的,簡單易行,因此更有商業價值。

同時這個過程也很靈活,它可將轉化溫度降至5℃,所以可根據氣候不同做出不同的玻璃。

這種新玻璃從實驗室到生產線大概需要5年時間。英國玻璃產品商業研究技術專家西蒙·赫斯特說:“但是我們對這樣有市場潛力的玻璃很感興趣。

這樣智能玻璃明顯地比隻能被動反射熱量的玻璃好得多。”

令人遺憾的是,唯一不足的是這種塗層是黃色的。

研究小組希望在土層中加入其他化學物質,使得玻璃的顏色色調降下來,或許可以做成淺灰藍色。

新型宇宙爆發

俄羅斯科學院宇宙研究所和美國加利福尼亞理工學院的天文學家發現出一種新型宇宙爆發,稱之為“亞能量伽馬射線爆發”。這些爆發具有比超新星爆發更強大的功率,但是明顯弱於大多數普通伽馬射線爆發。

俄美天文學家仔細分析了編號為GRB031203發生在距地球約16億千米爆發的數據,2003年12月3日俄羅斯和歐洲“積分”號衛星(它是最大功率伽馬射線太空望遠鏡,於2002年10月17日由“質子”號運載火箭發射升空,現在由歐洲航天局運營。)曾記錄到這次爆發。這次爆發的結果——所謂的“餘暉”被天文學家利用“錢德拉”X射線觀測望遠鏡詳細研究,另外還利用地麵光學望遠鏡和射電望遠鏡進行了觀測。

盡管這次爆發是在整個有係統地記錄觀察伽馬射線爆發曆史中最接近地球的一次,但是它非常弱,甚至比典型的伽馬射線爆發弱2~3個等級。不過,這次爆發反而比在這樣距離上觀察到的超新星爆發具有更大的亮度。

總之,這樣的“弱”爆發曾在1998年被觀察到過,但不是十分典型。可見,更弱的伽射線爆發幾乎無法觀察到,因此可以說亞能量伽馬射線爆發比“司空見慣”強烈伽馬射線爆發更常見。天文學家關於伽馬射線爆發究竟是什麼至今仍各有想法,盡管這一現象經常與巨大恒星坍縮、黑洞最後形成或黑洞合並過程有關。這些極端事件與超新星“司空見慣”爆發之間的聯係至今也沒有查明,如果它們真的有密切聯係,則在自然界就會發生宇宙爆發的特殊“連續”——從“普通”超新星爆發到伽馬射線爆發的連續能量分布。

銀河係的孿生兄弟

美國航天局的研究人員展示了由哈勃天文望遠鏡拍攝的太空星係NGC3949的圖片。這個距地球5000萬光年的星係,看上去眼熟極了,好像與我們銀河係是孿生兄弟。

天文學家對宇宙中與銀河係相似的星係非常感興趣,因為我們處在銀河係中看到的是多是銀河係的局部,反而不能夠看到大尺度銀河係的情況,“不識廬山真麵目,隻緣身在此山中”。因此,能發現銀河係相近的星係,對“她”進行觀察,就能進一步增加人們對我們的銀河係的了解。

NGC3949位於大熊星座,從天文學角度講它距地球並不太遠。它和銀河係一樣,也是一個具有螺旋臂的星係。它的主體呈藍色,顯示那裏有很多年輕的恒星。其中心較厚部分是明亮的紅色,那裏的恒星的年齡相對較大。

美國航天局也曾發表了另一個與銀河係很相像的星係圖片NGC7331。這個也是螺旋形星係與銀河係質量和恒星數量都很接近,也有外延的長臂。和銀河係一樣,它也每年也產生幾顆新星。不過科學家介紹,它靠中心部分有一個星體密集的環,可是他們不知道銀河係是不是也有一個同樣的環。

中子顯微鏡

日前,一種用中子來代替光進行影像放大的顯微鏡原型,在美國國家標準與技術研究院中子研究中心成功進行了演示實驗。無論是從成像效果還是操作工序來看,中子顯微鏡都將比光學顯微鏡、X射線和電子顯微鏡都更具優勢。

其成像過程如下:

首先將一束強中子流射在樣本上,中子流穿透樣本後會擊中100個連排的鋁金屬片,這些鋁片起到了聚焦透鏡的作用,可將中子流反射到各個方向,投射到一個探測器上,從而形成影像。右側圖案就是樣本的內部結構顯示圖。

從理論上講,中子顯微鏡的成像效果會比光學顯微鏡更好,因為中子的波長僅1納米,同可見光400~700毫米的波長相比要短得多。在此次的演示實驗中,中子顯微鏡形成的圖像分辨率能夠達到0.5毫米,而它的放大率約為10倍。研究人員希望通過降低透鏡像差來進一步提高成像質量,以便更好地展現生物樣本的內部差異。

此外,中子顯微鏡還有其獨特的優勢。與其他成像方法不同,中子與氫元素有著很強的互動作用,而氫元素以碳氫化合物或水的形式存在於絕大多數的樣本中。這使得中子能夠輕易地穿透樣本,因此也省去了切片、染色、固定等其他成像方式所需要的工序。

2億年前有近地小行星與地球相撞

德國圖平根大學地質學家米哈依爾·蒙特納利博士,最近公布了他的一項研究成果,聲稱在2億年前一顆或多顆近地小行星與地球相撞,這次碰撞威力之大,相當於裏氏20級地震,它竟然波及幾千公裏外的德國圖平根地區,引起高度為1000米到1200米的海浪,造成全球3/4的生物死亡。

科學家曾在圖平根附近的一個采石場發現了一個20厘米厚的沉積層,在這個2億年前形成的沉積層中有不少貝殼動物的化石,這些貝殼都向上開口,顯示它們是被特大洪水衝積到這裏。看到這一現象,人們都自然得出結論,2億年前的古代發生過特大洪水。但是,經過專家的計算,這不是一般的洪水,而是一次海嘯引起的衝擊。原來,在2億年前,圖平根地區還是一片海洋。根據米哈依爾·蒙特納利等人的研究結果,一次威力相當於裏氏20級地震的地質活動會引起這裏的海水出現高度為1000米到1200米的波浪。目前在地球上最大的海嘯都發生在太平洋,但它們掀起的波浪也不過是50~60米高。

那麼,這樣威力強大的地質活動是由什麼引起的呢?答案是一顆或多顆近地小行星與地球碰撞。主要根據是:地球的板塊結構不會自發產生20級地震,而且,火山爆發也不可能有這樣的威力。近地小行星的殘留物在冰島和北美洲之間的地方墜落到地球,因為此前人們已經發現,在附近存在有厚度為1米多的2億年前的沉積層,顯示這裏靠近墜落地點。