谍战大片里常出现“隐形墨水”的桥段，让人不免浮想联翩。近期，东南大学李全团队发明了一种新型“隐形墨水”。在复制DNA的过程中，RNA会对一些指令做出修改，自身发生甲基化，并在细胞表达层面产生变化。中国科学院科学家发表综述论文，逐步拆解、破译RNA甲基化的“密码”……
基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第七十期。
1《Angewandte Chemie International Edition》丨新型“隐形墨水”玩转“加密-解密”
对突如其来的搜捕审查，情报人员情急之下将绝密信息用“隐形墨水”记录下来。事后，他的同伴涂抹药水或加热后，字迹就慢慢显现出来……谍战大片里常出现的桥段，让人不免对“隐形墨水”浮想联翩。近期，东南大学智能材料研究院李全团队发明了一种新型“隐形墨水”——一种响应速度快、可重写、制备简单、条件温和的可擦写材料，玩转“加密-解密”。
该团队通过设计一系列双重响应的多畴液晶弹性体(LCEs)，利用其在应变/温度的刺激下由不透明向透明状态的转变，实现了多级信息加密和实时、可重写的瞬态信息显示。这项工作为开发多重刺激响应材料提供了新的选择，在数据存储、加密和显示系统中具有潜在的应用前景。
新型“隐形墨水”具体原理是：当应变诱导的多畴态-单畴态或温度诱导的向列相-各向同性相相变发生时，制备的多畴LCEs样品可以实现不透明到透明状态的可逆转变，其转变应变或温度高度依赖于长链柔性间隔剂的含量。利用不同LCE油墨加密的信息可以在特定的应变或温度下解密，从而实现信息的多级保护；结合多畴LCEs的相变和多壁碳纳米管的光热效应，利用近红外光作为书写笔，可实现可重写的瞬态信息显示。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202313728
2《Nature Biomedical Engineering》“纳”天地于方寸，纳米材料人工光感受器有望用于改善视力缺陷
光感受器变性一直是失明的主要原因之一。光感受器退行性疾病如视网膜色素变性往往导致光感受器的不可逆死亡。因此，如何有效重建失明患者的视觉功能一直是临床上面临的重大难题。近日，复旦大学脑科学研究院/脑功能与脑疾病全国重点实验室的张嘉漪团队与复旦大学附属眼耳鼻喉科医院的姜春晖团队、复旦大学附属中山医院的袁源智团队合作，经过5年的不懈努力，成功利用氧化钛纳米线阵列人工光感受器在失明小鼠和非人灵长类模型上实现了视觉功能的修复。
合作团队发现，视网膜下植入纳米颗粒包被二氧化钛纳米线阵列在小鼠视网膜下有77.5 μm的空间分辨率和3.92 Hz的时间分辨率。将该人工光感受器植入盲小鼠眼底后，小鼠能准确识别低光强发光物体的位置。视动反应测试结果显示，植入人工光感受器盲小鼠的空间分辨率接近正常小鼠水平。
合作团队还在猕猴眼内实施了人工光感受器的植入手术，54周内，植入体可以保持很好的稳定性和生物相容性。该人工光感受器有望用于恢复视网膜退行性疾病患者的视觉功能，为后续临床试验开辟了道路。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41551-023-01137-8
3《Accounts of Chemical Research》丨 RNA甲基化修饰功能的密码，如何破译？
RNA甲基化修饰广泛参与干细胞增殖、分化和各类发育进程
如果将DNA比作设计蓝图的话，其意图的实施过程中还涉及一些重要的调控环节和变量。在复制DNA的过程中，RNA会对一些指令做出修改，自身发生甲基化，然后在细胞表达层面就会产生意想不到的变化。随着高通量测序技术的快速发展，在各类RNA上已发现了超过170种化学修饰类型，这些化学修饰在细胞乃至生物体的命运调控方面发挥着重要作用，广泛参与了重要的生理和病理过程。
也因此，破译 RNA甲基化的“密码”将有助于深入探究发育及相关疾病潜在的治疗策略，具有广阔的研究前景。近日，中国科学院北京基因组研究所杨运桂研究员发表综述文章，围绕当下研究较多的4种RNA甲基化修饰，包括N6-甲基腺嘌呤（m6A）、5-甲基胞嘧啶（m5C）、N1-甲基腺嘌呤（m1A）和N7-甲基鸟嘌呤（m7G），总结了RNA修饰的检测技术、调控蛋白及其在发育中的功能，重点阐述了近年来RNA甲基化参与调控干细胞增殖、神经发生、胚胎发育、动物生殖以及植物生长等各类发育进程的研究进展。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.3c00448
4《Light: Science & Applications》丨用“丝滑”逻辑算出粗糙表面光谱发射率
基于构造表面的发射率计算方法
光谱发射率是热辐射体的辐射出射度的光谱密集度与处于相同温度的全辐射体的光谱密集度之比，它是传热分析、红外伪装、非接触辐射测温、红外传感、遥感等科学和工程应用中的重要参数。在上述领域，获取准确清晰的发射率特性非常重要，然而固体表面的发射率并非恒定，它受到温度、表面成分、涂层、氧化等影响而动态变化。研究表明，两个固体表面即使具有相同的表面成分、温度和氧化程度，其光谱发射率仍可能并不一致，其中表面粗糙度的影响较大，但目前粗糙度对固体表面发射率的影响机理尚不清楚。
近日，电子科技大学集成电路科学与工程学院（示范性微电子学院）CME中心研究团队提出基于构造二维随机粗糙表面的发射率计算方法，用以预测未知固体粗糙表面的发射率。他们使用已知发射率的参考表面和目标表面的均方根高度Rq构造出二维随机粗糙表面，基于构造的表面获取两个表面的粗糙度系数R，最终计算出未知粗糙表面的发射率。该方法能够方便地计算未知粗糙表面的光谱发射率，为获取粗糙表面光谱发射率开辟了新途径。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41377-023-01312-1
5《Applied Optics》丨工业机器人向“老磨工”的进阶之路
（a）均匀抛光过程；（b1）第一个均匀抛光表面减去初始表面；（b2）第二个均匀抛光表面减去第一个均匀抛光表面；（c）两次减法后的功率谱密度。
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，代替人类从事工业生产、加工过程。其中，工业机器人抛光机是一个特殊的存在，因为抛光、打磨工艺对精度要求较高，而工业机器人抛光机具有低成本、高自由度和高动态性能等显著优势。然而，工业机器人较大的定位误差会导致表面波纹，严重制约系统性能，而目前只能通过每次加工前的测量来低效补偿这一误差。
对此，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光元件技术与工程部开展研究，首次提出数学模型补偿机器人抛光定位误差问题的方式，并取得了较好的误差补偿结果。在研究人员自主研发的机器人抛光平台上，补偿后整个工作区的Z轴误差降为±0.06mm，达到机器人重复定位误差水平。测量误差与建模误差的Spearman相关系数均在0.88以上；同时，在实际抛光实验中，在不同条件下的图形抛光或均匀抛光，他们提出的模型都能显著抑制定位误差带来的波纹误差以及频率误差。该研究为机器人抛光机提供了一种高效的即插即用补偿模式，为进一步提高机器人加工精度和效率提供了新的可能性。（专栏作者 李潇潇）
原文链接：
https://opg.optica.org/ao/ViewMedia.cfm?uri=ao-62-32-8670&seq=0&guid=5d74821c-22de-44a1-980c-3ff7112595e4&html=true
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发表于 2024-1-20 09:35:43
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