科学家们从自然界汲取灵感，创造出新的磁性物质。
不小心切破了手指，在我们去找创可贴之前，人体就开始修补伤口了。合成材料也可以拥有类似的自我修复能力，这多亏了美国伊利诺伊大学香槟分校的南希·R·索托斯(NancyR.Sottos)、斯科特·R·怀特(ScottR.White)和他们的同事所作的努力。他们研制出一种自修复塑料，含有一个三维毛细管网络，管中充满有修复作用的化学药剂。当材料破损时，药剂就渗漏出来，在同时漏出的一种催化剂颗粒的作用下凝固。这个小组以前研制的自修复材料中，药剂被分开存储在一个个小隔间里，每个部位只能自行修复一次。改进后研制成功的新材料能对同一部位的小破损自行修复多达7次。
科学家们还试图模仿天然器官的另一个特点——自装配性。法国巴黎高等理工化工大学(City of ParisIndustrialPhysics and Chemistry Higher EducationInstitution)的伯努瓦·罗曼(BenotRoman)和若泽·比科(JoséBico)，利用蒸发时水滴的表面张力，折叠出超小型的六面体、棱锥体和其他结构。他们用来折叠的“纸张”是从一种弹性聚合物上裁剪下来的，长宽约1毫米，厚仅为40微米到80微米。由于表面张力与尺寸成正比，在用更薄的聚合物自装配成微米或纳米尺度的物体这一方面，这种技术也许会非常有效。
近来，塑料和有机材料电子元器件越来越常见，但磁性材料并不多见。现在，加拿大英属哥伦比亚省维多利亚大学的罗宾·G·希克斯(RobinG.Hicks)和加拿大安大略省温莎大学(University ofWindsor)的拉伊沙潘·然(RajsapanJain)及其合作者，制造出了一类新的磁体，由镍与多种有机化合物混合而成。这种黑色粉状物质在200℃时仍能保持磁性。研究人员的最终目标是制造出磁性有机化合物。这种材料能够轻而易举地制成薄膜，或者其他对电子工业有用的形状。
人们曾经认为，只有在接近绝对零度的超低温下，才能观察到物质的一种奇异状态——玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose-Einsteincondensate)。处于这种状态时，大量粒子凝聚在一起，表现得像一个超级粒子。德国明斯特大学的谢尔盖·德莫克里托夫(SergejDemokritov)及其同事，率先在室温下实现了这种凝聚态。得莫克里托夫在研究中使用的是体积很小、寿命很短的磁能量包，这些磁振子(magnon)是钇铁石榴石薄膜受到微波照射时产生的。磁振子的质量比原子小得多，因此可以在高得多的温度下形成玻色-爱因斯坦凝聚态。
撰文/格雷厄姆·P·柯林斯(Graham P. Collins)、
查尔斯·Q·蔡(Charles Q. Choi)
译/王栋 校/罗绮、虞骏
神经生物学新视野
生物学家在芯片表面模拟出记忆形成，还找到了诊断阿尔茨海默病的新方法。
记忆是如何形成的？为了演示记忆过程如何在生物学基本层面上发生，以色列特拉维夫大学的生物物理学家利用附着在计算机芯片上的神经元细胞，模拟了记忆的形成过程。伊泰·巴鲁齐(ItayBaruchi)和埃谢尔·本-雅各布(EshelBen-Jacob)将取自大鼠胚胎的神经元细胞置于一块芯片表面，并用64个电极与它相连，记录细胞活动。当化学刺激物重复滴落在芯片的同一位置，研究人员可以检测到完全相同的神经冲动。反复多次后，即使没有化学刺激，神经元仍然会发出相同的冲动。他们声称，这就表明一个记忆已经形成了。
正常及病变脑组织中蛋白构成的差异，可能为脑疾诊断提供了一种新方法。美国西北太平洋国家实验室的理查德·D·史密斯(RichardD.Smith)和加利福尼亚大学洛杉矶分校的德斯蒙德·J·史密斯(DesmondJ.Smith)，共同构建了一套复杂的蛋白分析系统。这套系统将复杂的图像处理功能与一系列高科技设备结合在一起。通过分析两只正常小鼠脑中一毫米见方的组织块，研究人员最终确定了正常大脑组织中1,028种蛋白的含量。科学家将在未来的实验里，利用这种方法比较正常大脑组织与患神经退行性疾病的大脑有哪些不同。
更好的诊断方法是必需的，对阿尔茨海默病来说尤其如此。美国约翰·霍普金斯大学医学院的斯蒂娜·M·塔克(StinaM.Tucker)、埃斯特·奥(Esther Oh)和胡安·C·特龙科索(JuanC.Troncoso)，利用绑定了淀粉样β蛋白(amyloid-betaprotein)的抗体进行了一项实验。在阿尔茨海默病患者脑中，淀粉样β蛋白会形成损伤性斑块。研究人员利用遗传工程使实验室小鼠患上一种类似于阿尔茨海默病的疾病。上述抗体在发病早期便与病鼠脑中的异常蛋白结合。这项发现也许会被逐步应用于人类试验，并有朝一日与目前正在开发的药物一起，被用于阿尔茨海默病的预防性治疗。
可以想象，这种诊断方法可能会与一种利用噬菌体(phage，能够感染细菌的病毒)破坏有害斑块的新疗法结合使用。以色列特拉维夫大学的贝卡·所罗门(BekaSolomon)展示了这种新疗法的初步实验结果。噬菌体通过鼻喷剂，被注入到100只经遗传改造、发展出类似阿尔茨海默病斑块的小鼠体内。经过一年的治疗，这些小鼠脑中的斑块比未经治疗的小鼠少了80%。
撰文/加里·斯蒂克斯(Gary Stix) 译/刘旸 校/虞骏
光子操控
