科學(xué)家研發(fā)“人體芯片”代替動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

這一芯片可容納10種器官細(xì)胞，進(jìn)而模擬人體內(nèi)的循環(huán)系統(tǒng)。來(lái)自麻省理工的科學(xué)家們打造了一種被稱(chēng)為“人體芯片”的裝置。據(jù)介紹，這種微流體設(shè)備能夠模擬藥物對(duì)幾大重要器官的影響，而不是針對(duì)肝臟等單一器官。

麻省理工的研究員表示，這個(gè)微流體平臺(tái)是由塑料制成的，可容納了各種人體細(xì)胞，然后讓液體在其中流動(dòng)來(lái)模擬血流，從而模擬人體內(nèi)的循環(huán)系統(tǒng)。

目前，這一“人體芯片”能夠?qū)?0種不同器官的細(xì)胞整合到一起，分別是肝臟、肺、腸道、子宮內(nèi)膜、大腦、心臟、胰腺、腎臟、皮膚和骨骼肌。一般情況下，“人體芯片”中的“人體器官”可多次利用，但最多也僅能維持四周時(shí)間。

在細(xì)節(jié)部分，為了限制水分蒸發(fā)并維持濕度，該微流體平臺(tái)的下方還嵌入了一個(gè)水泵裝置。

一直以來(lái)，在藥物研發(fā)等實(shí)驗(yàn)上，科學(xué)家們多是在小白鼠、豬牛羊等動(dòng)物的身上進(jìn)行測(cè)試，以查看藥效等等。不過(guò)，人與動(dòng)物畢竟是不一樣的，此前“喝王老吉能延長(zhǎng)10%壽命”事件中，就有專(zhuān)家明確的表示，因?yàn)榇笫笈c人屬于不同物種，在大鼠試驗(yàn)中取得的結(jié)論并不一定適用于人體。

借助于這一“人體芯片”，科學(xué)家們的藥物測(cè)試則開(kāi)辟出了一種新的方式，且成效更為貼近人類(lèi)。研究的合著者Linda Griffith也表示：“借助我們的人體芯片，你能夠讓藥物進(jìn)行分散并且觀察藥物對(duì)器官組織的影響，并且測(cè)量它們的新陳代謝的速度。”

與此同時(shí)，譬如藥物服用之后出現(xiàn)的并發(fā)癥等等，科學(xué)家們通過(guò)“人體芯片”也可以做到盡早發(fā)現(xiàn)，而不是在藥物已經(jīng)大規(guī)模走向市場(chǎng)后才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 創(chuàng)業(yè)家

新全光二極管可用于微型光電路

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)16日?qǐng)?bào)道，英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）的研究人員研制出了一種全光二極管，新二極管能被用于微型光子電路中，有望為微納光子學(xué)芯片提供廉價(jià)高效的光二極管，從而對(duì)光子芯片和光子通信等領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。

北京大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所研究員肖云峰對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者解釋說(shuō)：“二極管能傳輸一個(gè)方向上的電流，但卻阻擋反向電流，是幾乎所有電子電路的基本組成元件，但現(xiàn)有的光學(xué)二極管需要大塊磁光晶體，嚴(yán)重阻礙了其在微納尺度上的集成，成為集成光子學(xué)領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)之一。”

在新研究中，帕斯卡·德?tīng)柡Ｒ┦款I(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)將光發(fā)射到一個(gè)微諧振器（一個(gè)硅芯片上的玻璃微環(huán)）內(nèi)。盡管微環(huán)直徑僅與人頭發(fā)絲相當(dāng)，卻可使光在微環(huán)內(nèi)來(lái)回傳播。利用微環(huán)增強(qiáng)的光學(xué)克爾效應(yīng)，該團(tuán)隊(duì)制造出了新的全光二極管。新二極管僅能在一個(gè)方向上傳輸光，且可集成到微納光子電路中，因此，克服了二極管需要大塊磁光晶體這一限制。

德?tīng)柡Ｒ畯?qiáng)調(diào)稱(chēng)：“這些二極管有望為微光芯片提供廉價(jià)高效的光二極管，也將為可用于光學(xué)計(jì)算的新型集成光子電路鋪平道路，還可能對(duì)未來(lái)的光子通信系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。”

據(jù)悉，中國(guó)科學(xué)家也在該領(lǐng)域獲得了較好的成果，例如中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)董春華博士利用微腔光力相互作用，得到了全光控制的非互易微腔器件，包括全光二極管和環(huán)形器等。

肖云峰說(shuō)：“盡管最新研究并非第一個(gè)全光二極管，但獲得的器件具有操作簡(jiǎn)單、隔離度高等特點(diǎn)，是一個(gè)很有潛力的方案。當(dāng)然，與現(xiàn)有的全光二極管方案類(lèi)似，基于諧振腔的全光二極管往往存在帶寬限制，僅能在較窄的諧振模式內(nèi)工作。未來(lái)還需進(jìn)一步研究，突破其限制。”
科技日?qǐng)?bào)

科學(xué)家用風(fēng)將石墨烯“吹出”1 英尺長(zhǎng)

美國(guó)萊斯大學(xué)科學(xué)家、新墨西哥州立大學(xué)與美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）合作開(kāi)發(fā)一種技術(shù)，可將單原子厚的石墨烯單晶不斷增長(zhǎng)到前所未有的長(zhǎng)度（1 英尺）。 透過(guò)這種技術(shù)，變得無(wú)限長(zhǎng)的石墨烯將能應(yīng)用于 roll-to-roll 卷繞對(duì)位技術(shù)產(chǎn)品。

石墨烯（Graphene）是一種只有單原子厚度的石墨，具有前所未有的強(qiáng)度和高導(dǎo)電性，但它仍還未能大規(guī)模生產(chǎn)以超越硅的應(yīng)用。 有沒(méi)有一種辦法，可以將石墨烯增長(zhǎng)到前所未有的大小？ 答案是有的，“把它放到風(fēng)中吹”。

和利用傳統(tǒng)化學(xué)氣相沉積法（CVD）來(lái)生產(chǎn)石墨烯一樣，研究團(tuán)隊(duì)將碳?xì)浠衔铮╤ydrocarbon）的氣體混合物噴到金屬晶箔上，但這次他們小心控制了分子局部沉積，用緩和的風(fēng)將碳原子吹向新出現(xiàn)的石墨烯生長(zhǎng)前緣。 隨著基底移動(dòng)，碳原子不斷結(jié)成石墨烯單晶，最后長(zhǎng)度達(dá)到 1 英尺（30.48 公分）。

橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory，縮寫(xiě) ORNL）解釋?zhuān)?dāng)碳?xì)浠衔锝佑|熱催化劑晶箔時(shí)，它們隨著時(shí)間生長(zhǎng)成較大區(qū)域的碳原子簇，聚結(jié)覆蓋整個(gè)基底，而在足夠高的溫度下， 石墨烯的碳原子可以非晶生長(zhǎng)。

而由于氣體混合物的濃度會(huì)影響單晶生長(zhǎng)速度，因此在單個(gè)石墨烯晶體的現(xiàn)有邊緣附近供應(yīng)化合物，可以比形成新團(tuán)簇更有效地促進(jìn)其生長(zhǎng)。 為了確保最佳增長(zhǎng)，有必要?jiǎng)?chuàng)建一道“風(fēng)”以消除團(tuán)簇形成，于是團(tuán)隊(duì)在受控的緩和風(fēng)環(huán)境下實(shí)驗(yàn)，讓石墨烯晶體生長(zhǎng)速度超過(guò)其他晶體，以至于石墨烯即使在多晶襯底上，也可以“選擇進(jìn)化”成單晶。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然-材料（Nature Materials）》期刊。technews