破纪录，一跳可达10层楼高的机器人 | 环球科学要闻

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· 机器人 ·

一跳30米高的机器人

近日，《自然》发表的一项研究展示了一款跳跃能力极强的机器人。该机器人仅30厘米高，30克重，但能够跳跃32.9米高，超过自身高度的100倍。这样的跳跃能力超越了目前几乎所有的跳跃型机器人。

动物最大跳跃高度受限于其肌肉单次动作做的功。然而，这款跳跃机器人有一个旋转电机，能够在跳跃前多次转动，并将能量储存在弹簧和橡皮圈中，从而跳得更高。研究者表示，在地球上，跳跃机器人可以越过较高的障碍物，收集下方地面图像。而在引力更弱的月球上，它可以跳跃至125米高，一次跳跃就能穿越500米的距离，或可用于地形的勘探调查。

· 物理学 ·

首次实现超导体单向导电

构建计算机等电子设备的一个关键环节是实现电流的单向传输，半导体内部的PN结打破了对称性，很容易实现单向导电。但超导体在没有外部磁场的情况下，没有打破对称性的机制，因而难以实现单向导电，而运用于实际电子设备中。近日发表于《自然》的一项研究中，研究人员实现了超导体不借助外部磁场的单向导电，这对普及超导的应用有重要意义。

研究人员从量子材料Nb3Br8上剥离几个原子厚的薄层，形成一种二维材料，并在此基础上首次制造出了约瑟夫森二极管。研究人员把这种材料放置在两个超导体之间，实现了电流的单向传输。研究人员表示，这项成果有助于将超导技术应用到实际的计算机中，理论上可以大大提高计算速度。

· 生物工程 ·

1周内将PET塑料完全分解的酶

48小时内，FAST-PETase将PET塑料容器完全降解。（图片来源：研究论文）

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种常见的塑料（高分子聚合物），占全球固体垃圾总量的12%。在理想情况下，这种聚合物能通过PET水解酶分解，再通过化学方法重新聚合转变为其他类型的塑料。但酶的活性会受到温度、pH值的限制，降解PET的能力会受到极大的影响。在一篇新发表于《自然》的研究中，研究人员开发了一种新的PET水解酶，能在1周内降解50多种无需预处理的PET材料。

研究人员通过机器学习模型，将天然的PET水解酶上5个位点的氨基酸进行替换（N233K、R224Q、S121E、D186H和R280A），获得了一种突变型PET水解酶FAST-PETase。相比于天然的PET水解酶和其他工业酶，这种酶有极强的降解PET的能力和稳定性，能在30~50℃和一定的pH值范围内发挥作用。研究人员发现在这种酶的处理下，51种未经预处理、不同形态的PET塑料容器能在1周之内被完全降解。这也是首个能在低于50℃的温度下高效运转的酶，或有望促进PET类塑料垃圾的处理和循环利用。

· 动物学 ·

血虫的“铁齿铜牙”

图片来源：Matter/Wonderly et. al.

血虫是一类居住在浅海海底的生物，具有奇特的尖牙状颚部而闻名。这种颚部由蛋白质、黑色素和铜组成。它们极其凶狠，能利用尖牙状的颚部叮咬猎物，有时会直接刺破猎物的外骨骼，将毒液注入受害者体内。近期，在一项发表于Matter的研究中，科学家揭示了血虫”铜牙“的形成过程。

血虫一生（约5年）只会形成一次“铜牙“，因此它们的牙齿需要足够坚固、耐磨，才能伴随其度过一生。研究人员发现，血虫能产生一种富含甘氨酸和组氨酸（两种氨基酸占比超过了80%）的蛋白质，而后者具有多达6种功能。它能浓缩成一种粘稠的蛋白质液体，来富集海洋中的铜离子，促使其与水分离。随后，这种蛋白质会使用铜催化一种氨基酸衍生物DOPA转化为黑色素，并促使黑色素形成聚合物。最后，它还能通过铜离子将自身、聚合物连接起来形成”铜牙“，获得类似于人造金属的机械性能。这一发现或能启发人工材料的设计、制造和使用。

· 物理学 ·

超材料将光的动量减小到零

图片来源：Second Bay Studios/Harvard SEAS

近日发表于Nature Light: Science & Applications的一项研究中，研究人员模拟出一种折射率接近零的材料，它能够将入射光子的动量减小到零，从而形成一系列奇特的现象。

光在经过狭小的双缝时会发生干涉，在后方的屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。而研究人员模拟计算了将零折射率材料放置在双缝后面会发生什么，结果发现干涉条纹消失了。另外，根据量子力学中的不确定性关系，粒子的动量越确定，它的位置就越不确定。而在零折射率材料中，我们几乎可以确定光子的动量接近于零，而它的位置则完全不确定，可能处于材料中的任何位置。研究人员表示，他们的分析有助于理解低折射率系统中光与物质的相互作用，这对激光和量子光学应用很有帮助。

· 医学 ·

即插即用的定制多器官组织模型

工程化组织（engineered tissues）可以作为测试药物效力和安全性的病理模型。然而，这类模型往往需要在单一器官的组织分化环境中进行培养，这限制了它在涉及多个器官的疾病中的应用。近日，《自然·生物工程》杂志的封面论文为此提供了新的思路。

研究者设计了一种载玻片大小的多器官培养片，上面负载了人类心脏、骨、肝、皮肤四种工程化组织模型。模型间以同一套血液供应系统联接，可共享循环血中的免疫细胞等成分。同时各个模型间又以上皮细胞屏障隔开，以维持其组织特异性分化所需的环境。该多器官模型可根据患者情况进行个性化设计，再现患者机体状态。研究者还设计了对应的药理学计算模型，阿霉素（doxorubicin，一种广泛使用的抗癌药物）测试结果显示，该计算模型可准确预测组织模型中的药物吸收、扩散和代谢效果，且组织模型中也准确检测到了阿霉素的心脏毒性标志物。研究者表示，这一成果为日后多器官组织模型的临床应用提供了基础。

· 新冠疫情 · 

截至北京时间4月28日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例511 713 762例，死亡病例6 228 402例。

根据国家卫生健康委员会官方网站的数据，4月27日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例1503例。其中境外输入病例9例（四川3例，福建2例，北京1例，天津1例，江西1例，广东1例）；本土病例1494例（上海1292例，吉林56例，北京48例，浙江46例，黑龙江11例，江西10例，内蒙古9例，山东8例，河南4例，河北2例，江苏2例，辽宁1例，湖南1例，重庆1例，四川1例，陕西1例，青海1例），含934例由无症状感染者转为确诊病例（上海858例，浙江44例，吉林27例，山东2例，辽宁1例，黑龙江1例，青海1例）。新增死亡病例47例，均为本土病例，在上海；无新增疑似病例。

31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者9864例，其中境外输入73例，本土9791例（上海9330例，吉林98例，山东84例，江西79例，江苏72例，辽宁55例，浙江20例，安徽15例，河南13例，河北9例，黑龙江7例，北京2例，新疆2例，山西1例，福建1例，四川1例，贵州1例，云南1例）。

截至2022年4月26日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗333628.5万剂次。

文：二七、白德凡、clefable、韩佳桐

编辑：二七