清华微电子所任天令课题组首次实现石墨烯智能人工喉

转自:2017-03-02 清华大学新闻网

清华新闻网3月1日电 2月24日,清华大学微电子所任天令教授课题组在《自然通讯》(Nature Communications)上发表了题为《具有声音感知能力的智能石墨烯人工喉》(“An Intelligent Artificial Throat with Sound-Sensing Ability Based on Laser Induced Graphene”)的研究论文,该新型智能器件具有声音收发一体化的特点,既能接收声音,又可以发射声音,并且具有良好的生物兼容性,贴附在聋哑人喉部便可以辅助聋哑人“开口说话”。该器件是石墨烯在可穿戴领域的全新应用,并有望在生物医疗、语音识别等领域产生重要影响。

基于石墨烯的人工喉器件示意图,该器件能够探测人喉部振动并转化为可控声音

  声学器件主要包括发声器件和收声器件。研究收发一体化的声学器件并应用到柔性可穿戴领域具有重要研究价值, 工作在可听域(20Hz – 20kHz)的传统发声与收声器件通常是分立器件,单器件无法同时实现发声与收声。除此之外,传统的声学器件不具备柔韧性,故不适用于柔性可穿戴应用,另一方面柔性可穿戴领域近些年来蓬勃发展,柔性显示器、传感器均获得了较大突破,为了实现一整套柔性电子信息系统,有必要研究集成的柔性声学器件。

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科学家研发石墨烯材料传感器可检测分子级气体浓度变化

英国南安普顿大学和日本先进科学技术研究所的科学家研发了一种以石墨烯为原材料的传感器,能检测出室内空气污染且精度极高。这一研究近日发表在《科学进展》期刊上。

新研发的传感器可以感应到来自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及挥发性有机化合物(VOC)气体分子。

近年来,由个人居住环境中的空气污染引起的健康问题与日俱增。这些有害化学气体的浓度水平一般在几十亿分之一(ppb),用现有的环境传感技术难以检测到,因为这些传感器只能检测到浓度为百万分之一(ppb)的此类气体。

该研究团队研发出的石墨烯传感器在通电后,可使单个的二氧化碳分子一个一个吸附到石墨烯材料上,并在分子水平上检测其浓度。其具体方法是,通过监测石墨烯材料的电阻值,石墨烯材料对二氧化碳分子的吸附和释放会以电阻“量子化”波动的形式被检测到。在实验中,研究人员只花费了几分钟就检测到浓度约为30ppb的二氧化碳气体。 来源:科技日报

Graphene-based sensor detects harmful air pollution in the home

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橡皮泥里掺进石墨烯变身超灵敏压力传感器 G-putty

2014年,Coleman的研究团队用“石墨烯+橡皮筋”制备出了运动传感器,可穿戴&灵敏度高,随随便便发了篇ACS Nano[1]。



“石墨烯+橡皮筋”传感器。图片来源:ACS Nano

2015年,Coleman的研究团队又利用厨房用搅拌机实现了二维材料的大批量生产,制备石墨烯也能像做“奶昔”一样easy,这次收获了一篇Nature Mater.和一篇Chem. Mater.[2]。

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微水滴,蕴含生命的能量

化学家意外地发现,将两个简单分子投入水滴,无需任何外界作用,它们就能迅速形成复杂分子!而这,仅仅是“表面张力”在起作用,它会促使水滴中所有分子相互连接。这是一项重大发现,因为它终于为地球生命起源提供了一个可信的脚本:始于水滴的化学反应或许通过云的传播,最终席卷原始地球。水滴内部究竟有什么?答案是:生命的能量。现在,科学家正试图掌握这种能量……

一切是怎样开始的?桀骜的原子如何相互作用,从而形成稳定的分子?何种神秘力量使这些微小的物质凝块集中在一起,迫使它们搭出巨大的构造?又是何等奇迹才能让这些分子相互合作,集合成复杂系统?

简言之,生物活动是如何出现在这个化学世界中的?

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细胞清洁工让科学家重新认知人体防御系统

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图片来源:NICOLLE R. FULLER

在今年年初结束的潜在药物rHIgM22的临床试验中,没有人的手指掉下来。rHIgM22的发现者之一Moses Rodriguez表示,这似乎是一个可疑的成功,但美国食品药品监督管理局(FDA)评审者对其表示了担忧。该蛋白质(一种抗体)可能对多发性硬化症有潜在疗效。该疾病患者自身的免疫系统会破坏神经周围的髓磷脂保护层。但rHIgM22以5个群组工作,FDA官员担心这些分子团会堵塞患者手指狭窄的血管,进而切断循环并杀死组织。而该临床试验正是设计检验这些副作用的。“我相信能够完成(显示这些抗体是对人类安全的)主要目标。”美国梅奥临床医学院神经学家Rodriguez说。

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人体与微生物群落

2012年的文章“People are not just people. They are an awful lot of microbes, too

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人体的微生物群落对人来说是至关重要的。

大家估计对人类基因组计划会比较熟悉,但有没有听过人类微生物组计划?(参考百度百科:人类微生物组计划

人体大概由10万亿的人体细胞组成,然而人体上的微生物群落的细胞数目就有100万亿之多。

从DNA数目上看,人类基因是2万个,而微生物群落的基因却有2百万都2千万之众。

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掌控细胞命运的力量

《环球科学》2015年1月 《掌控细胞命运的力量》
撰文 斯特凡诺·皮科洛(Stefano Piccolo)

 

传统观点认为,细胞内的基因掌控着细胞生长的关键过程。然而,科学家发现,通过挤压等外力作用,改变细胞的外形,竟然也能控制细胞内某些关键蛋白的活性,从而控制细胞的增殖与分化,形成不同的细胞和器官——而某些肿瘤的发生,似乎也与这种机制有关。

yap

作者实验室网站:http://www.bio.unipd.it/piccolo/publications.html

作者在 Nature 的2011年文章 Role of YAP/TAZ in mechanotransduction. Nature. 2011 Jun 8;474(7350):179-83. doi: 10.1038/nature10137

发表在Cell 的2005年文章 Germ-layer specification and control of cell growth by Ectodermin, a Smad4 ubiquitin ligase. Cell. 2005 Apr 8. 121(1):87-99.

我初看到这篇文章,不禁一惊——这不恰是中医针灸,推拿按摩功效的又一个“科学”解释的依据吗?
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只需一滴血,rHealth告诉你健康状况

到移动且轻便的医疗器械,通常会联想到血压仪、Google检测血糖隐形眼镜还有近期推出的掌上心电等等。像血压、心率这样的外部体征更好监测,也更容易与移动产品结合在一起,但缺陷是,对数据的解读还停留在“异常报警”阶段,极少能对定向疾病进行诊断

在今年的Nokia Sensing Xchallenge(诺基亚医疗传感设备挑战赛)大赛上,来自美国 DNA Medical Institute(DNA 研究所)的团队脱颖而出,他们用一款便携设备 rHealth,外加一滴血,完成了精准的疾病诊断。

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