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Search: #机械应力

知识分享官
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  1. 新型纳米表面可通过机械应力“压垮”病毒，实现高效灭活

    病毒通过污染表面传播是公共卫生的持续挑战，传统抗病毒涂层常因毒性、环境持久性等问题受限。科学家们正探索一种无需化学药剂的新方法——通过物理机械应力破坏病毒结构。近日，一项研究设计出一种可扩展的机械病毒灭活表面，有望为公共环境提供更安全、持久的防护。

    该表面由柔性丙烯酸薄膜上的纳米柱阵列构成，通过阳极氧化铝（AAO）模具和紫外纳米压印光刻（UV-NIL）技术制造。研究发现，纳米柱的间距是决定抗病毒效果的关键因素。当柱间距为60纳米时，对人呼吸道合胞病毒（hPIV-3）的灭活效果最佳，能在1小时内使其感染性降低1.2个对数级（约94%）。有限元方法（FEM）模拟显示，这些纳米结构产生的局部应力超过病毒包膜约10兆帕的破裂阈值，从而物理破坏病毒。

    这一化学免费、可大规模生产的策略为医疗、消费和环保领域提供了新思路，可能减少抗病毒耐药性的风险。不过，研究目前主要针对特定病毒，未来需验证其在不同环境条件下的稳定性和对其他病毒的有效性。

    病毒这下怕了，表面都成了“高压锅”？🥖


    来源：Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)

    #纳米技术 #病毒灭活 #表面科学 #机械应力

    via: 热心群友

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  2. 🤖 自监督学习实现机器人唇语同步

    人机交互中，嘴唇动作占据近一半视觉注意力。但现有机器人嘴唇往往动作僵硬、与语音不同步，产生恐怖谷效应。

    哥伦比亚大学 Hod Lipson 团队研发了一款仿生人形机器人面部，采用软硅胶嘴唇和 10 自由度机械结构，能模拟人类复杂的嘴部运动。研究团队使用变分自编码器（VAE）结合面部动作 transformer 的自监督学习 pipeline，让机器人直接从语音音频中自主推断唇部运动轨迹，无需预先定义动作规则。实验显示，该方法在视觉连贯性上优于简单振幅基线，且能泛化到训练时未见过的 10 种语言。

    这项突破为机器人社交交互、教育陪伴、康复训练等场景奠定了基础。逼真的唇语同步能显著提升人机交互体验，减少恐怖谷效应。不过，研究仍处于实验室阶段，离大规模商用还有距离。

    以后机器人讲 10 国语言都不用对口型了！👄

    来源：Science Robotics (IF: 27.5, Q1)

    #机器人 #人机交互 #深度学习 #仿生机器人

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  3. 大脑越“软”长得越快？环境硬度竟是神经发育的隐形指挥棒

    我们通常认为大脑的发育主要由基因蓝图和化学信号掌控，仿佛一切早已注定。但你是否想过，大脑组织的“手感”,即脑组织的软硬程度，竟然也是决定神经元何时成熟、何时“通电”的关键因素？

    最新发表在《自然-通讯》的研究发现，神经元是个典型的“吃软不吃硬”。在模拟年轻大脑的柔软环境下，神经元能迅速形成突触连接并产生动作电位；而在较硬的基质上，神经元的成熟则被显著推迟 。研究揭示了背后的分子机制：细胞膜上的机械力感应通道Piezo1是关键“传感器”，环境越硬，Piezo1越活跃，它会抑制下游转甲状腺素蛋白的表达，从而像刹车一样延缓神经元的电生理成熟 。

    这种“硬度调控”机制在活体动物脑中也得到了验证：较硬的脑区突触密度确实更低 。这表明物理环境是调控大脑回路组装时序的重要一环。随着发育和衰老，大脑组织会逐渐变硬，这种机制或许有助于在特定阶段“锁定”神经连接，但也为理解神经发育障碍及脑功能退化提供了全新的物理学视角 。

    所以说做人不能太头铁（）


    来源：Nature Communications

    #神经发育 #机械力感应 #Piezo1

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  4. 人类“迷你肾脏”植入猪肾！新研究展示“器官修复”潜力

    面对全球性的器官短缺，科学家一直在尝试再生和修复器官。类器官技术是希望之一，但如何高效、稳定地制造，并将其安全地送入受损器官，一直是巨大的挑战 。

    近日，一项新研究针对这两大难题取得了突破：研究人员不仅优化了培育方法，还首次演示了将人类“迷你肾脏”通过常温机械灌注 (NMP) 技术植入猪肾，并移植回猪体内的全过程 。这项工作首先解决了“制造”难题。研究团队发现，从500个细胞开始聚合，能产生更多关键的肾脏细胞 ，并显著减少了阻碍成熟的基质细胞 。为便于规模化生产，团队还用CRISPR技术制造了WT1荧光报告细胞系，用于实时监测分化 。随后，团队解决了“递送与移植”问题。他们利用NMP技术，将培育好的人类“迷你肾脏”注入离体的猪肾 ，并将其移植回猪体内 。48小时后，检测显示人类细胞成功“安家” ，且猪的免疫系统未产生明显的排斥反应 。

    这项研究为未来在移植前，利用NMP技术对捐献器官进行细胞修复或功能增强，提供了理论基础 。然而，研究团队也指出该研究的局限性：1.48小时的观察期太短，无法评估长期的细胞存活和潜在的免疫排斥风险 ；2.未确定这些植入的“迷你肾脏”是否真正具备过滤血液等生理功能 。

    虽然还在试用期，但是未来大有可为啊


    来源：Nature Biomedical Engineering

    #肾脏类器官 #机械灌注 #异种移植

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