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新技术孕育新风险 今天个人该怎样保护隐私

文章来源:北湖新闻网    发布时间:2018年04月26日 08:09  【字号:      】

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  生物智造:中国科学家打一束光,让细菌“打工”画纳米电路  澎湃新闻记者 吴跃伟  未来你用的手机屏可能是细菌生产的!  “给一束光,细菌就来打工了!”  中国科学家日前用细菌来搬运、排列量子点,解决这一涂层问题。他们用该技术画的电路,制备了叉指电极阵列,并证明其可作为触碰开关使用。  但更大的亮点在于,中国科学家率先开发出光控技术,对上述制造过程实现精细控制,其量子点涂层的最小布阵精度已可达100 μm(微米,一百万分之一米)。  “将该技术应用到芯片设计以及人工光合作用体系上,是我们的长远目标。”4月23日,主导完成这一研究的上海科技大学助理教授、研究员钟超这样告诉澎湃新闻。  该研究的论文日前发表在国际学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)上,并入选当期内封面文章,获其官网重点推荐。  细菌来当搬运工、粉刷匠  量子点被称为“人工原子”,它是纳米级的半导体材料颗粒,目前备受人们关注。它正逐渐被应用于生物医药、光电设备等领域。  含有量子点材料的QLED被认为可能是下一代手机屏幕、电视屏幕,因为成本更低、色彩饱和度更高等特性,将取代iphoneX等新款手机使用的OLED屏。  这些新的手机、太阳能面板的优越性能依赖于均匀的量子点涂层。  但如何将纳米大小的量子点根据设计,均匀地沉积在衬底上,形成涂层?传统的工业制造技术是光刻、磁控溅射、蒸镀等方法。  在钟超团队完成的这一研究中,把细小的量子点刷成涂层的“粉刷匠”、“搬运工”是大肠杆菌。它是人们日常生后中最常遇到的细菌,棒状。它寄居在每个人的肠道里。  但大肠杆菌为什么可以搬运量子点等纳米颗粒,是吃进去吗?  不是。  钟超带领的研究团队通过基因操作,对大肠杆菌分泌的一种蛋白——CsgA进行了修饰,使CsgA蛋白能够识别、结合经过金属配位化学修饰的无机纳米材料“量子点”。  这就建立了大肠杆菌与量子点的联系。当大肠杆菌分泌CsgA蛋白形成生物被膜时,量子点就连在CsgA蛋白上,像一个个葫芦一样,挂在生物被膜这个“毯子”的细丝或藤蔓上,形成涂层。  钟超表示,因为CsgA蛋白首先组成纤维,纤维再排列形成被膜。一个纤维的亚单位——CsgA蛋白——识别一个纳米颗粒。因此,量子点在纤维上排列得非常规则,而非堆在一起。通过显微镜可以看到,量子点涂层非常规整。  随着生物被膜一层层增厚,量子点涂层可以随之叠加。研究人员可以按照时间顺序,定量加入不同的量子点,如红色的CdSeS @ ZnS量子点、绿色的CdZnSeS @ ZnS量子点、蓝色的CdZnS @ ZnS量子点等,以形成不同的涂层,并按照设计“图纸”,叠合在一起。  光为什么可以指挥大肠杆菌  当研究人员给蓝光时,钟超团队改造的大肠杆菌才会分泌CsgA蛋白,生成被膜,否则就一直不分泌CsgA蛋白,一直不形成被膜。  所以,想要什么图案、什么形状的涂层,就可以反推出对应的光控方案。  他们“打印”了一个镂空的球体,还“打印”了上海科技大学的logo。  钟超说,该技术在纳米尺度上可以调控得非常精细。在显微镜下,量子点排列得非常规整,而非堆在一起。因为,CsgA蛋白首先组成纤维,纤维再排列形成被膜。  钟超表示,生物被膜非常特殊的一点是具有超强的粘附性。即使在最“光滑”的“不粘锅”涂层——特氟龙(聚四氟乙烯,PTFE)上,大肠杆菌也可以形成薄薄的生物被膜。它不只是可以贴在平面上,在圆筒等弯曲的三维平面上,大肠杆菌也可以排兵布阵,生成量子点涂层。  据钟超介绍,早在2014年,美国麻省理工学院研究团队曾报道过用修饰过CsgA来偶联金纳米颗粒和量子点,并创建了一种环境响应型生物膜电气开关。但2014年的这一方法是在生物被膜生成之后,再加入金纳米颗粒或量子点。由于纳米颗粒无法渗透进入紧密的生物被膜内容,因此,绑定效率较低,无法满足更大规模生产的需要。  而且,2014年的这一方法中的诱导(或调控)过程仅仅依赖于小分子, 因此无法实现在时间和空间尺度上动态调控纳米颗粒的自组装。  钟超团队的方法将金纳米颗粒和量子点从一开始就加入到大肠杆菌的培养环境中,一般而言,其调控难度更大。但钟超团队通过“给蓝光”的光控编程,能够在时间和空间上实现极其精细地控制。这些听从蓝光指挥的大肠杆菌都事先经过基因改造,只有蓝光出现时,它们才分泌出“修饰过的CsgA蛋白”,产生生物被膜。如果没有蓝光出现,这些大肠杆菌就“安静”地生长,不产生被膜。  也正是因为一开始就加入了金纳米颗粒和量子点等,大肠杆菌对这些纳米颗粒的组装,与大肠杆菌自身生物被膜的生产组装紧密相连,绑定效率因此大大提高,容易实现大规模的生产。  钟超团队首次以量子点等纳米颗粒为原料,用细菌完成了三维立体的精巧形状和图案。  “我们这种方法能够实现单种和多种纳米颗粒在二维和三维基底表面上更复杂、更大规模的自组装。”钟超说。  此外,生物被膜耐高温、抗酸碱,非常稳定,区别于一般的蛋白材料。钟超研究团队提出,这项动态纳米物件自组装方法在生物电子、光电器件、生物催化和可穿戴设备方面具有潜在的应用价值。  该技术创造出的活体功能材料,可能应用于人工光合作用体系、燃料电池等领域。  “量子点涂层接受到太阳光后,会产生电子。涂层下细菌接受这些电子,然后产生氢气等,成为燃料电池。”  钟超表示,在成品中,也可以用灭菌的方法,杀死大肠杆菌,或者换用益生菌。这些都带给人们极大的想象空间。
  原标题:用青春筑梦海疆 在国产新型登陆舰上指挥炮手 图文:利川妹娃当上沂蒙山舰副作战长楚天都市报讯图为杨扬检查舰载设备楚天都市报讯图为杨扬检查舰载设备图为沂蒙山舰图为沂蒙山舰图为沂蒙山舰是我国自行研制生产的新型两栖船坞登陆舰图为沂蒙山舰是我国自行研制生产的新型两栖船坞登陆舰图为杨扬与战友交流图为杨扬与战友交流  □楚天都市报记者 陈俊  碧波万顷蓝天如洗,东海舰队某军港里,靠岸的沂蒙山舰气势雄伟。  甲板上,洋溢着灿烂笑容的杨扬走来,一身海军蓝军装笔挺帅气。这个老家恩施利川的90后苗家妹子,是东部战区海军某登陆舰支队首位女副作战长,还是今年全国两会上的人大代表。  12日的南海大阅兵激起国人心中无限豪迈之情,此前东海舰队关于杨扬的一篇微信文章也在恩施刷爆朋友圈,大家都说原来恩施还有这么厉害的妹娃。经征得东部战区海军机关批准,楚天都市报记者16日走进军港踏上军舰,听杨扬讲述山里妹子和大海的不解之缘。  女学霸报考国防生  走上国产新型登陆舰  1994年出生的杨扬是地道的恩施女孩,笑起来露出一排白牙,一身军装戴上帽子,看起来就像大学里的军训生。她高中就读利川一中,父母至今还在利川上班。“2012年我高考,如果不报国防生,分数也能上华科。”聊起入伍的初衷,杨扬的回答令在场几名战友为之动容。“当时我的家人都十分反对,觉得一个姑娘家,何必跑去部队受这份苦。但我当时一腔热血,就想去军营锻炼,所以自己就把志愿给填了。”简短的几句话,透露出她的那份坚定与执着。“这可是学霸级的人物,她如果不读国防生,大学毕业后会有很好的工作,这份奉献精神大家很敬佩。”沂蒙山舰舰长彭澎这样说,一旁的杨扬笑着直摆手。  说起沂蒙山舰,彭澎的眼里泛出异样光彩,“杨扬在这能学到很多新知识,这对她是很好的提高。”资料显示,沂蒙山舰2016年2月1日入列,是我国自行研制生产的新型两栖船坞登陆舰,也是我国目前吨位最大、装备最先进的登陆舰。  上舰工作不到一年  三句话不离“新”  远处波涛起伏,站在甲板上感受阵阵微风。楚天都市报记者近距离参观这艘军舰,最震撼的就是巨型船坞,有两三个篮球场大小,说话有阵阵回音,可供坦克或气垫艇停放。舰内通道如同电影里的一样,仅容一人半通过,两边是官兵居住的房间,不时有一道铁门可以通往其他区域,楼梯有点陡,上下得扶着扶手。看似复杂,但每一处空间都得到合理利用,第一次走进来就像进了迷宫。  虽然2016年就来到舰上报到,但此后杨扬去军校学习一年,真正上舰工作是2017年7月,至今不到一年。为此,她三句话不离一个“新”字。“第一个新是新舰。”杨扬如数家珍般地介绍,沂蒙山舰是我国自行研制的新型两栖船坞登陆舰。“第二个新是新职手。”去年7月上舰工作,杨扬说自己此前船都很少坐,更别说军舰了。刚开始那份兴奋和激动很快就没了,因为晕船实在吃不消。记忆犹新的一次是出海训练,她还没来得及熟悉岗位,就随舰来到海上。“那次,舰艇刚驶离码头不久,遇上风浪。我一会儿抬头紧盯警戒雷达,一会儿低头修订目标参数。不到两小时,就头晕目眩,吐得厉害。别说上战位值班,坐着都难保持平衡。”好在经过一段时间适应,她逐渐习惯了海上颠簸,只要不是遇到大风浪,她都能坚持下来。“第三个新就是新岗位。”杨扬说,加入海军成为一名女军官,她面对的是一片崭新领域,很多知识要去钻研,向战友和领导们多请教,在实践中多锻炼,尽快承担起全新的职责。“唯有多学、多问、多实践,才能胜任岗位。”杨扬说,这就是她给自己定下的“三多”。  首位女副作战长  也会和女兵绣十字绣  杨扬的岗位是副作战长,她来到舰首指着火炮介绍,她的职责就是指挥火炮手进行射击,包括观察、瞄准、发令以及处置突发情况等。“大学里我学的是机械设计和自动化,可以说对军舰火控系统一无所知,所有知识都必须重新学,这对我来说也是很大的挑战。”杨扬说,她也没想到自己一开始就和枪炮打交道。“她是支队首位女副作战长,在支队女军官担任作战指挥员没有先例。”舰长彭澎介绍,杨扬作为国防生分配过来后,这是第一个岗位。虽然是很年轻的女军官,但杨扬有韧劲、肯吃苦,而且很虚心,一开始就以新兵的姿态熟悉岗位,一边学理论一边观摩,态度非常认真。靠着这份付出,她对角色转换适应很快,现在已经可以在作战过程中履行职责。  此外,杨扬还有一个身份就是舰上的女兵队队长。除了负责管理舰上女兵的作息、内务、外出请假等事务,生活中她还要与女兵交流思想谈心。“我们都是同龄人,工作之外就像闺蜜一样,休息了一起看书跑步,还绣十字绣呢。”操舵兵王倩文笑着说。  女兵们的家庭状况,也是杨扬时常要关心的。哪个女兵家里有急事要请假,她都会主动询问了解情况。“杨副作战长性格开朗随和,就像大家的姐妹一样。”来自云南的女兵李蓉说。  当选全国人大代表  广泛调研提出建议  杨扬还有另一个重要身份,作为新当选的全国人大代表,她参加了今年的全国“两会”。  赴京参会前,她通过广泛调研,认真准备了一份“关于加强部队心理服务”的建议。“提这份建议是考虑到越来越多90后和00后加入部队,他们的生活条件好,挫折教育较少,尤其是海军舰艇部队生活、工作条件特殊,严酷的环境对官兵身体心理都有影响。”沂蒙山舰副政委姚敢说,杨扬这份建议得到了一致肯定。  第一次进京参加“两会”,杨扬每天加班加点学报告。“有效遂行海上维权、亚丁湾护航、人道主义救援……政府工作报告里每一个与海军相关的词我都特别关注,这些论述让我感受到作为新时代人民海军的光荣使命和重大责任。”  两会结束,杨扬返回单位,与官兵面对面进行辅导授课,让两会精神落地生根。“新时代为我们提供了更广阔的舞台,也对我们提出了更高要求。我是一名90后,入伍还不到两年,来到新单位,面对新课目,我深感本领还不足。”课后杨扬与战友们一起讨论交流。  用灿烂青春筑梦海疆,杨扬说,自己的理想就是走进大洋,展示大国海军新时代风貌。 责任编辑:张玉



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