世界首例转基因水牛中国造等

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  世界首例转基因水牛中国造
  
  近日世界首例转基因克隆水牛在广西大学科研基地金光乳业水牛场呱呱落地。这是继广西大学2010年12月获得世界首例单精子显微授精的转基因水牛、世界首例慢病毒介导的转基因水牛之后的又一杰作。多头转基因水牛的成功诞生,标志着广西已经在国际上率先掌握了转基因水牛制作的一系列技术。
  转基因克隆是广西大学动物科学技术学院院长石德顺博士主持的国家转基因重大专项科研课题之一。2010年年初,科研人员将一个3月龄的水牛胎儿成纤维细胞经体外传代培养后,将含标记基因(从水母中克隆得到的绿色荧光蛋白基因)和筛选基因的转基因载体导入,构建得到转基因克隆重构胚,于2月5日植入到一头2岁半的母牛子宫内。
  2010年12月19日凌晨,母牛经过300多天的妊娠,顺利产下了一对雄性双胞胎。其中,一头体重为20.5公斤的小公牛正常存活,而另外一头体重为14公斤的小牛不幸死亡。令人欣喜的是,这头幸存的小公牛在紫外灯照射下,头部和四肢明显地看到有绿色荧光蛋白标记基因,标志着它身牛含有转基因的成分。
  由于水牛体细胞活力低,克隆后基因表达不明显,科研人员遇到了一系列技术难题。他们花了5年多的时间,通过对转基因载体的改造和细胞转染与筛选方法的改进,将难题一一攻克。
  石德顺介绍,随后还有多头转基因克隆水牛和转基因水牛将陆续出生。转基因克隆水牛的成功,可大大提高水牛转基因的效率,对高生产性能转基因水牛新品种的培育和新型高效水牛乳腺生物反应器的研发具有重要意义。水牛实现定向遗传改良,不仅能加快诞生具有高产奶量、高繁殖力的水牛,还能让水牛产出具有高免疫力或富含某种药物的牛奶,让牛成为一个小型的药物工厂,不仅提高了牛奶的营养价值,还具有极高的社会价值和经济价值。
  
  我国创光通信单波起长距离“新纪录”
  
  近日,武汉邮电科学研究院、光纤通信技术和网络国家重点实验室及烽火通信公司在北京宣布完成“单光源1-Tbit/s LDPC码相干光OFDM 1040公里传输技术与系统实验”,经过测试和工信部鉴定,专家组一致认为该项目成果填补了国内空白,达到国际领先水平。
  该项目意义在于,通过提高单波比特速率的方式来增加光传送网络的传送容量,以解决互联网流量爆炸式增长带来的骨干传输网拥堵问题。以现在铺设的40Gb/s网络为例,假设家庭用户所使用的信号流量为1Mb/s,则一根光纤所能支持的最大用户数量为40000户。而对于1Tb/s骨干传输网络,则可支持最大用户100万户,每户的使用速率为原有的25倍。
  目前光纤通信骨干网链路上通常采用密集波分复用(DWDM)技术,近两年国际上也有公司开通或测试通过了单通道速率为100Gbit/s的系统。但是当单通道速率达到400Gbit/s或1-Tbit/s后,由于受各种因素制约,需要采用新的技术。无线移动通信与光通信技术的发展也不断出现交叉和融合,原来在宽带无线移动通信系统中广泛使用的OFDM(正交频分复用)和LDPC(低密度校验码)等编码技术,已成为超高速超大容量超长距离光通信基础研究的热点。科技部从2009年开始加大力度支持这项“973”基础研究。在实验室取得单波1-Tbit/s 600公里系统实验是近期国际上的最高纪录。
  
  美研发出新型真空紫外激光
  
  据美国物理学家组织网近日报道,美国托马斯杰斐逊国家加速器实验室的科学家制造出了一种新式真空紫外激光,其亮度是目前最强激光的100倍。
  这种激光由该实验室的自由电子激光装置所产生,它能以光子形式发出真空紫外光,光子的能量为10电子伏特,波长为124纳米。之所以称其为真空紫外光是因为其会被空气中的分子所吸收,需要在真空中使用。
  该实验室自由电子激光部门副主任乔治·尼尔说:“我们首次成功地发出10电子伏特的光子。使用杰斐逊实验室紫外线演示自由电子激光装置上的一个耦合输出镜子,我们将真空紫外线谐振光发送到一个校准的真空紫外线(VUV)光电二极管上,同时,我们测量出,每个微脉冲中的完全相干光的能量为5纳米焦耳。”
  这项研究奇迹将为许多以前无法进行的研究打开一扇大门。例如,这种自由电子激光可以用来测定物质的年龄,这些物质存在的时间可能超出了碳元素年代测定法可以测定的年代。放射性碳测定法使科学家能估算很多年龄超过6.2万岁的物质的年代。放射性氪测定法使科学家能测定10万到100万年前的物质,而从自由电子激光器发出的这种10电子伏特的光可以产生亚稳定的氧原子。另外,这种方法有助于研究海洋环流模式,并且绘制出地下水的运动情况,同时测算极地冰的年代。
  自由电子激光装置研究项目主管管根·威廉姆斯表示:“这种新式激光也是研发能源和环保领域新材料的一个完美工具,在开始运用之前,我们仍然还有很多工作要做。”并表示将于2011年3月之前再次把激光引入一个实验室中,进行测量和实验。
  
  我国成功研制直流大电流比例自校准装置
  
  日前,从中国计量科学研究院传来好消息,由该院承担的科技部科技基础性工作专项项目“直流大电流测量技术研究”通过了国家质检总局组织的专家鉴定。经鉴定,该课题自主研制的5KA直流大电流比例自校准装置具有国际领先水平,填补了国内在高耗能工业生产和科学研究领域量值溯源和传递的空白。
  据介绍,不仅核物理和高能物理等科学研究中需要对直流大电流进行准确的测量、控制和校准,在高速铁路、电动汽车、电冶、电化等高耗能工业生产中更需要准确测量直流大电流并实现校准溯源。近10年来,直流电流比较仪(DDC)的理论研究和设计技术虽然取得了较大进展,但目前国际国内各计量实验室面临的最大问题就是缺少在实际工作磁势和强干扰磁场条件下用有效技术手段对其进行校准。此次研制成功的直流大电流比例自校准装置成功解决了这一技术难题。
  据课题负责人、中国计量科学研究院电量所副所长邵海明介绍,该直流大电流比例自校准装置测量不确定度为1×10-8—2.6×10—7,K=2。解决了高准确度DCC在额定磁势和强漏磁干扰下准确自校准的难题。装置的成功研制和相关理论设计以及校准技术的研究,将提高我国直流大电流测量仪器的测量和校准能力;对于我国“十二五”规划重点发展的高速铁路、电动汽车等战略新兴产业提供有力支撑。同时,对智能电网的实施推广、提高国家和行业对企业节能减排指标考核的有效性和准确性具有重要意义。
  
  德日成功开发电子化纸币
  
  伪钞制造者的技术越来越高,如何有效防范高仿真度的伪钞成为一个难题。德国和日本研究人员日前成功将电路直接植入纸币,并证明传统纸币走上电子化道路是可行的。媒体认为,这一成果如得以应 用,将大大提高纸币造假的难度。
  现代钞票包含多达50种防伪特征,给纸币加上电路也许是最具威慑力的一招,因为这便于追查纸币的流通“行踪”,但面临的技术难度不小。德国马克斯·普朗克固体研究所的科研人员与日本同行进行了这方面的尝试。
  用硅制作的电路显然太厚,不可能植入既薄又容易破损的纸币中,但具有半导体特性的有机分子是一个不错的替代品。德日研究人员利用真空镀膜技术,小心翼翼地将金、氧化铝和有机分子直接贴在纸币上,“砌”成一层一层的薄膜晶体管,进而将这些晶体管连成电路。
  德国研究人员乌特·奇尚说,整个过程不使用任何烈性化学物质或高温,因为它们可能损坏纸币表面。
  这样一来,一张完好无损的纸币上就有了大约100个有机薄膜晶体管,而每个这种晶体管的厚度还不到250纳米,只需要3伏电压就可以运转。这么小的电压只需用一个读码器就能进行无线传输,比如用于读取射频识别标签的条形码扫描器,就可验证其真伪。
  这一新技术已在美元、瑞士法郎、日元和欧元纸币上进行了测试,研究人员还准备对该技术进行完善。
  
  科学家开发新奇有机金属燃料电池
  
  日前,瑞士苏黎世联邦理工学院和意大利研究人员联合开发出一种新奇的有机金属燃料电池,该电池在发电同时还能用可再生原材料生产出优质化学产品。
  这种新有机金属燃料电池的工作原理与以往的电池完全不同。它基于一种含铑元素的特殊分子络合物,这种络合物以分子形式嵌入阳极材料,阳极的支持材料为碳粉,使分子络合物能分布均匀。阳极吸收自由电荷,将它们转移到阴极重新释放,这一过程生成了电流。其特别之处在于,它是用阳极上的分子络合物作催化剂,有很多优势功能。苏黎世联邦理工学院教授汉斯乔格·格鲁茨曼彻说,这种燃料电池在发电的同时,还能用可再生原料产出优质化工产品,并且毫无浪费,这是一个巨大的进步。
  格鲁茨曼彻认为,这种有机金属燃料电池的潜在用途很广。比如在实验中,1、2-丙二醇(来自可再生原料)能被转化成多种乳酸,乳酸可用来制造生物降解高分子材料,而大部分传统工艺,生产1吨乳酸要产生约1吨的硫酸钙,处理这些硫酸钙成本很高。而新的燃料电池在转化原料之后不留残余。
  此外,还可以将有机金属燃料电池微型化,给心脏起搏器供电。它还能减少制作催化剂时对稀土和贵重金属的需求,格鲁茨曼彻还在研发不需要金属电极的燃料电池,或者只用很少的锰、铁或钴等金属,而目前的有机金属燃料电池还用了铑。
  
  无线电标签设备有望提高采矿安全性
  
  时有发生的矿难每年都会在全球造成巨大的人员伤亡和财产损失。如今,矿工和在高风险情况下作业的其他从业人员有望从英国工程技术人员最新开发的人员追踪技术中获益。
  英国Omnisense公司新研制出的无线电标签设备可以实时监测地下矿工和器材所处的位置,主要目的就是为了帮助提高地下作业的安全性。
  该公司首席执行官Andy Thurman说:“矿工在煤矿事故中可能因为煤矿塌陷、透水以及气体泄漏这三种原因的综合作用而被困井下,或者被煤矿运输车和器材所伤。”
  这种无线传感器网络系统使用轻便小巧的标签,以确定贴有标签的物品或人员之间的相对位置。该系统的精确度为3米,而其主要优势在于不需要永久性的或者预先安装的基础设施。工程技术人员相信该系统在许多情况下都可以用来拯救生命。
  Thurman说:“矿井环境会持续不断地变化,在这种环境下的基础设施的性能也会随时间推进而差异很大。通常来说,安装固定的基础设施定位系统不仅昂贵而且不实用,而新系统不需要一个覆盖整个区域的昂贵基础设施。”他说,“矿工和运输车辆都贴上标签后,操作人员就能知道他(它)们彼此之间的相对位置,以防止意外事故发生、减少事故死亡率,而且即使发生了事故,也能在事后找到他(它)们。此外,投入使用这样一个提供可靠测距能力的系统能使矿井的操作更安全并且增加产能,带来直接的经济效益。”
  据介绍,被监测的人员或物体除了会贴上小标签以外,还会给他(它)们提供一个或者多个链接单元(稍大一点的标签,配有网络交互界面),以便向软件中心提供信息。标签网络会提供有关位置、速度和方向的信息,并且还能分析传感器发来的数据。
  工程技术人员不久前进行了矿井试验,做了情景测试,并且收集了几个关键性能参数的测量结果,证实在采矿通信产品中加入这套新系统非常实用。他们所收集的信息包括无线电射程测量结果的可靠性和韧性、网状网络的连接性和受不同距离、杂乱变化的环境以及隧道宽度影响的数据流量。
  而在地面上,这个设备融入了全球定位系统(GPS),使得网络不仅能提供标签相对位置的信息,还能提供它们绝对位置_的信息。技术人员采用了一系列的标签设计,使得系统足够灵活,能够满足许多行业的不同要求。
  
  日本合成最硬人工金刚石
  
  近日,日本科学家成功合成出世界最坚硬金刚石,其直径超过1厘米,据称这种金刚石最快可在2011年投产。这种圆柱形的金刚石是日本爱媛大学研究人员与住友电器工业公司合作研究的成果,被命名为“媛石”。
  据英国《每日电讯报》报道,研究人员入船哲男介绍说:“媛石是目前世界上最坚硬的人工金刚石,比普通金刚石坚硬很多,因此可以应用于诸多工业当中,嫒石可以帮助人们进一步了解在地球深处高压高温条件下形成的碳元素单质晶体,同时,作为工业用品,它的寿命也比普通金刚石长好几倍,”
  该研究小组曾在2003年首次合成了直径约1毫米的金刚石,媛石就是在此基础上发展,而来。自从2009年3月引进大型高压合成设备后,研究人员尝试了一系列实验,开始挑战合成更大的金刚石。
  金刚石是已知的硬度最高的天然矿物,由于硬度高以及导热性良好,因此被广泛用于工业领域。据了解,全球被开采出来的金刚石中有大约80%无法加工成钻石,因而被用于工业活动。
  
  方解石隐形毯:可见光下隐藏“大”物体
  
  两组科学家首次使用方解石研制出了隐形斗篷,能够在可见光下隐藏肉眼可见的物体。
  2006年,科学家首次提出了隐形斗篷的概念,自此,科学家研发出了能让物体在某些波长的光线下“隐形”的斗篷,然而,科学家一直没有制造出能让物体在可见光波长范围内隐形的斗篷,现在,英美两个科研小组分别使用方解石,首次制造出了一种透明的“隐形毯”,可以隐藏肉眼可见的“大”物体。
  当光线进入隐形毯并接着退出时,隐形毯通过弯曲光线让被覆盖的物体“隐身”。这种方式让光线偏离,就像物体不存在,光线直接从物体下面的地面反射回一样,,
  新加坡一美国麻省理工学院联合技术研究中心(sMART)光学工程师张百乐设计出了其中的一款隐形毯。他指出,制造这样的隐形斗篷需要一种可以弯曲射入和射出光线的材料,方解石可以非常完美地完成这项工作,因为偏振光通过方解石的速度取决于方解石的晶体取向,于是,通过将两块方解石晶体黏合在一起,可以制造出一个能弯曲射入和射出光线的隐形斗篷,而且弯曲光线可以达到令科学家满意的数量,
  张百乐解释说,方解石的光学特性依靠其晶体取向这个事实通常在制造设备时是一个缺憾。但他们却将其变为制造隐形毯的优势,张百乐和同事制造出的方解石隐形毯能隐成一个38毫米长、2毫米高的钢楔,让其在红光、蓝光和绿光下隐形,他们的隐形毯有望在水下工作,大量用在海底隐藏物体。
  由英国伯明翰大学物理学家张爽和伦敦帝国学院物理学教授约翰,潘德瑞领导的研究团队制造出了一款可在空气中工作的方解石隐形毯,它可以隐藏几厘米高的物体。
  张百乐表示,这两种方解石隐形毯都比以前隐形斗篷的制造成本低 但最新隐形毯使用的方解石是纯天然材料,其单个成本仅约1000美元,张百乐表示,这种隐形毯很快就可实现自己在家制造。
  
  超速芯片可将电脑提速20倍
  
  现代计算机通常有一个双核、四核或者十六核的处理器。但英国科学家日前开发了一种“超速芯片”,可以在一个中央处理器上加载1000个内核,让普通电脑运算速度提高20倍。这个新发明将在未来几年内,开启高速计算机的新时代。
  研究人员使用一种名为FPGA(现场可编程门阵列)的芯片,FPGA用户可以自己设计线路,而厂商不会干预。这就允许范德堡韦德博士把芯片中的晶体管分为更小的组群,并且让每一组都执行不同的任务。
  通过在一个FPGA芯片上创建1000个以上的微型电路,研究人员有效地把这种芯片转变为一个1000个内核的处理器,而且每个内核按照自己的指令工作。这种芯片每秒钟可以处理50亿字节数据,比当前计算机速度快20倍。
  这种新“超级电脑”尽管速度增加,但却会更加环保,耗能更少。范德堡韦德博士希望在2011年3月对外介绍他的研究成果。
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