终于找到黄金总是亮闪闪的原因；鸽子依靠肝脏导航 | 环球科学要闻
环球科学约 6 分钟· 生物学 ·
富含铁的免疫细胞帮助信鸽导航
视频来源：Christian Ziegler/ Max Planck Institute of Animal Behavior
候鸟、海龟等许多生物都能感知地磁场的方向，并借助地磁场导航，这成为了众多动物感官中最神秘的一种能力。最近，一项发表于《科学》（Science）的研究发现，鸽子肝脏中的免疫细胞可以感知地磁场，充当内置的指南针。
研究团队尝试分离筛查了鸽子可能参与磁感应的器官，包括眼睛、喙部、大脑、肝脏和脾脏，结果显示，在所有被检测的组织中，肝脏的铁元素浓度最高，并且磁响应强度也最强。具体来说，发挥作用的是一类被称为巨噬细胞的特殊免疫细胞，它们负责吞噬并分解衰老的红细胞，在这一过程中，巨噬细胞会积累铁元素。
作为验证，研究团队进一步移除了部分鸽子的巨噬细胞，在可以见到太阳的晴天，这些鸽子成功导航回家，可能是利用太阳判断了方向，而在太阳被遮蔽的阴天，鸽子就失去了方向感。显微镜观察也显示，富含铁的巨噬细胞紧邻着神经纤维，这可能是将地磁感应信息传递给大脑的路径之一。（Max Planck Institute of Animal Behavior）
· 物理学 ·
我们可能终于知道为什么黄金总是如此闪亮
图片来源：Unsplash
银会变暗，铜会变绿，铁会生锈，但金总是光彩照人。这是因为金在化学上属于惰性金属，不会与环境中的分子（如氧气）发生反应。但如何打破这种惰性，使金更好应用于化学领域，一直是个谜。据新科学家（New Scientist）报道，在一项近期发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）的研究中，科学家深入分析了金能保持其闪耀光泽的机制，发现金的惰性可能源于其极少发生表面重构现象。这项研究或能启发通过调控金表面的重构过程，实现对其催化活性的精准调节。
当金块被切割并形成新表面时，由于金原子极度排斥处于表面位置，它们会彻底改变排列方式，重新排列成一种类似重复六边形的结构。由于处于这种排列状态的能量较低，金原子随后便不再进一步移动。这种表面重构现象在金中并不普遍，研究人员由此推测这可能是金惰性的来源。他们利用超级计算机对表面重构过程中可能出现的几种不同原子排列方式进行了量子态模拟，并分析了这些原子排列与氧分子之间的相互作用。研究发现，若要让经过重构的金表面失去部分光泽，氧分子必须在撞击表面的一瞬间分裂为两个原子。但模拟结果显示，对于呈六边形排列的原子而言，这种分裂需要消耗巨大的能量，这使得金的表面变色（失去光泽）变得极不可能，而当原子的排列呈矩形时，发生分裂所需的能量则要少得多。由于六边形排列模式更为普遍，因此金往往能保持其闪耀的光泽。这项研究对这一机制的深入理解，将有助于研究人员进一步提升金作为催化剂的实用价值。（New Scientist）
· 材料学 ·
钠离子电池或成特斯拉电池的低成本竞争对手
5月28日，一项发表于《细胞报告·物质科学》（Cell Reports Physical Science）的新研究报告，由中科海钠公司设计的钠离子电池（在中国已应用于汽车及大规模储能系统）在性能参数和生产质量上与特斯拉的锂离子电池相当。
为评估对比海钠电池与更先进的特斯拉电池，研究团队采用了一种名为阻抗谱的无损技术，测量了120个钠离子电池电芯的一致性。随后，团队在不同电流和-20°C至45°C的温度下对这些电池进行测试，以绘制单个电芯在真实条件下的功率和能量表现。他们还使用X射线观察电池内部结构，并拆解电芯以测量其电极尺寸、组成和微观结构。他们发现，该电池采用了无极耳、双铝集流体设计，这种设计能降低电阻并确保温度分布均匀。钠是一种丰富且易于获取的材料，一旦该电池经过优化，能够在低温下更高效充电，并在高能量密度下表现更佳，或有望成为未来电动汽车电池的低成本替代方案。（Cell Press）
· 物理学 ·
在玻璃材料中发现类姆潘巴效应
热水比冷水更快结冰的现象被称为姆潘巴效应。近期研究发现，姆潘巴效应不仅仅存在于水中，在自旋玻璃、颗粒系统、量子系统等非相变弛豫过程中同样存在。水结冰形核过程是一级结构相变，存在较强随机性，导致实验重复性较差。而玻璃材料老化过程不存在一级相变，排除了随机成核的影响，成为研究姆潘巴效应的理想材料模型。据中国科学院宁波材料技术与工程研究所消息，该所团队最近从玻璃态物质能量弛豫角度出发，利用高精度纳米差示扫描量热仪，对比研究了不同玻璃材料的能量老化弛豫过程。相关成果已于近期发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。
团队利用高精度纳米差示扫描量热仪，测量非晶合金、高分子玻璃和小分子玻璃在单步等温退火以及先高温后低温的双步退火条件下的热流变化。研究发现，高温预退火后，即使玻璃初始能量更高，其能量降低也更快，甚至超越初始能量更低的样品。这表明，玻璃材料能量老化弛豫过程存在类姆潘巴效应。经典理论模型认为，玻璃的老化过程是单一弛豫过程，高能量玻璃达到相同能量状态所需时间比低能量玻璃更长。而该发现打破了这一常识性认识。姆潘巴效应与科瓦奇记忆效应同属玻璃非平衡弛豫现象。先低温后高温退火可以诱发科瓦奇记忆效应，而先高温后低温退火则诱发姆潘巴效应，说明两个退火温度之间具有不可对易的属性，相关的不同模式弛豫子的相互作用仍需深入研究。这项研究为精准调控玻璃能量、优化热处理以及解决器件散热问题提供了新视角。（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）
· 医学 ·
用人类抗体对抗抗菌素耐药性
抗生素的过度使用正导致耐药的超级细菌出现。最近，一项发表于《免疫学趋势》（Trends in Immunology）的综述强调了使用人源单克隆抗体更有效地治疗患者并应对抗菌素耐药性的前景。
单克隆抗体是实验室制造的免疫蛋白，能够非常精确地靶向人类或有害细菌细胞表面的特定蛋白。过去几十年来，单克隆抗体已在医学领域占据重要地位，已有超过150种获批用于治疗癌症、自身免疫性疾病、炎症性疾病及其他病症。与广谱抗生素不同，单克隆抗体可以设计成只针对致病细菌，从而保护微生物组。广谱抗生素除了杀死有害细菌外，还会杀死体内有益细菌。抗微生物单克隆抗体还能以抗生素无法实现的方式对抗耐药性感染，使其能够有效对抗那些已进化出传统抗生素耐药性的菌株。作者认为，现在是时候集中精力开发靶向细菌的单克隆抗体，用于治疗感染。（Cell Press）
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