超“钢”蜘蛛丝做成纳米机器人

近期，中国科学院上海微系统与信息技术研究所陶虎团队与上海交通大学夏小霞、钱志刚合作，用基因重组的蜘蛛丝蛋白3D打印出纳米机器人，加工精度达到14纳米，这一技术有望用于智能仿生感知、药物递送纳米机器人等领域。相关研究成果日前发表在国际知名学术期刊《自然·通讯》上。

人们生活中毫不起眼的蜘蛛丝，其实是自然界中的一种高强度纤维，它的硬度和韧性甚至要比同尺寸的钢丝强上一倍，但缺点是产量小且非标准化。为了批量获得“升级版”蜘蛛丝蛋白，研究人员从天然蜘蛛丝中提取出一段强度表现好且重复性好的基因序列，转入大肠杆菌中培养，进而生成3D打印所需的蜘蛛丝蛋白。

用电子束进行三维光刻可以进一步提高加工精度，但此前由于各类材料强度不够，电子束三维光刻容易坍塌。因为经常与蚕丝、蜘蛛丝打交道，陶虎想到了蜘蛛丝蛋白。“太不可思议了！蜘蛛丝蛋白天然抗菌，力度好，可降解，成功实现三维光刻，并将3D打印的加工精度从百纳米级提升到了14纳米。”陶虎说，“14纳米相当于蜘蛛丝蛋白单个分子的尺寸，已经迫近了精度极限。”

因为要在血液等环境中游动，纳米机器人被设计成了鱼的形状，“小鱼”身上最精细的部位是它的须子，只有50纳米粗细，约为头发丝直径的千分之一。

有趣的是，这样3D打印出来的“小鱼”虽然没有动力系统，但却可以在人体血液中自由游动。研究人员从基因层面对蜘蛛丝蛋白做功能化修饰，使“小鱼”可以将人体内普遍存在的葡萄糖作为生物燃料，发生化学反应生成氧气，一个个包裹着氧气的小气泡围绕在“小鱼”周围，当气泡破裂便可驱动“小鱼”向特定方向游动。

我国新发现一颗彗星

国际小行星中心近日最新发布了中科院紫金山天文台刚发现的一颗新彗星C/2021 S4 （Tsuchinshan）（Tsuchinshan为“紫金山”的威妥玛式拼法）。这是该台发现的第7颗彗星，也是第5颗以“紫金山”命名的彗星。

据中科院紫金山天文台研究员赵海斌介绍，9月29日晚，中科院紫金山天文台盱眙观测站开展了整夜巡天观测。北京时间9月30日2时31分15秒，一颗新的天体进入了近地天体望远镜的视场。当时该目标的亮度为20.5星等，视运动速度为0.0767352度/天，视运动速度与典型的主带小行星有很大差异。

中科院紫金山天文台将其确定为重要目标，启动了后随跟踪观测，并向国际上共享了数据，发起了国际后随跟踪观测需求。意大利、澳大利亚、西班牙等多个国家的天文工作者相继开展了观测。10月8日，国际小行星中心公布中科院紫金山天文台发现了一颗新彗星。

彗星是太阳系中的重要天体，其“体内”封存了太阳系形成初期的大量原始信息，对研究太阳系的起源等具有重要意义。赵海斌表示，此次新发现的C/2021 S4 （Tsuchinshan）是一颗运行在外层太阳系的远距离彗星，到太阳的最近距离超过10亿公里。它的轨道是个非常扁的椭圆，偏心率达到0.938，轨道周期超过1000年，是一颗非常典型的封存了太阳系早期信息的天体。目前该彗星正朝着接近太阳的方向运动，再过2年多时间将会来到近日点，届时是公众一睹其“芳容”的好机会。

科学家发现极化激元新模式

一支以我国科学家为主的国际联合科研团队通过实验发现一种新的声子激元“幽灵”模式，革新了极化激元领域的教科书定义。

极化激元是一种存在于材料表界面上的电磁模式，具有“半光子—半声子”的属性，能将光场压缩聚焦至很小尺度，因而可用作集成光子芯片中信息的载体，实现在纳米尺度上的光信息传输和处理。

论文通讯作者之一、国家纳米科学中心研究员戴庆介绍，不同种类的极化激元通常被归纳为两类传播模式，即沿着材料界面传播的表面模式和在材料内部传播的体模式。此次研究突破了固有认识，证明在方解石晶体中存在第三种极化激元模式——“幽灵”双曲极化激元。“新模式具有易激发、高限域的特点，这为极化激元的激发提供了新途径，也将为新型红外光子器件的设计带来便利。”戴庆说。

研究团队通过理论预测及计算，发现当方解石晶体的光轴和晶体界面存在一定夹角时，就可存在“幽灵”双曲极化激元。同时，团队证明了能够通过改变双折射晶体的光轴朝向，来调节极化激元模式分布。团队预测，除方解石晶体以外，石英、氧化铝等常见的双折射晶体中可能也存在“幽灵”极化激元。

极化激元是目前凝聚态物理、微纳光学、材料科学等多学科交叉的前沿科学领域，也是我国传统优势研究方向之一。

澳大利亚一只鸭子会学人说话

一段录音显示，澳大利亚一只麝鸭能够模仿人类说话，是目前已知第一只“会说话”的鸭子。

据法新社报道，在荷兰生物学家卡雷尔·滕卡特公布的一段录音中，澳大利亚首都堪培拉一只名叫“开膛手”的麝鸭能说出英语短语“你这该死的傻瓜”。一名叫彼得·富拉格的研究人员1987年录下这只雄性麝鸭的“口技”，但直到被滕卡特发现才公开。录音中，当年4岁的“开膛手”会一遍遍重复这个短语，但不能发出英文“傻瓜”(fool)中最后一个字母L的音。

滕卡特撰写的研究报告说，“开膛手”往往在交配期说这个短语。求偶时，雄性麝鸭通常重复发出声音并配合以脚踢击退竞争者。“开膛手”会做出同样动作，但似乎以这句骂人的话取代了寻常的鸭子叫声。当年为了录到“开膛手”说话的声音，富拉格会在接近笼子时故意激怒它。研究报告刊载于最新一期英国杂志《皇家学会生物学分会学报·哲学汇刊》。

富拉格当年还录下“开膛手”发出的类似关纱门声。“开膛手”还是只小鸭子时被养在一个水槽里，水槽边有一扇纱门。

先前已知只有几种动物会模仿人类说话或其他声音，包括少数鸣禽、海豚和大象等，但不包括鸭子。

（本组稿件/河北日报记者王璐丹综合新华社电）