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撰文 | 王爍 茴香 油麥菜
責編 | 攸淇
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魚鰭背後的秘密：強度和韌性如何兼得？圖片來源：pixabay
魚鰭內不含肌肉組織，但是卻異常靈活。魚類通過控制魚鰭，可以輕易的實現加速、體態變化，而且在保證一定強度的同時，又擁有非常好的韌性。這一特性對於工程上研究柔性器械有非常高的參考意義。8月11日發表在《科學-機器人學》雜誌的文章稱，研究人員已經揭示了魚鰭背後的工程秘密。
他們發現魚鰭是由20-30根堅硬的線條組成，但是每根鰭條可以像手指一樣單獨操縱，這些硬質鰭條又包裹在柔軟的膠質之中，然後達成強度和韌性的完美平衡。這樣使得魚鰭有雙重能力，它可以很容易的變形來改變體態，但是在推水的時候又可以保持剛度，保證推水的力度。這些特性對於裝甲、飛行器的設計有極高的參考價值。
文章鏈接：
http://dx.doi.org/10.1126/scirobotics.abf9710
科學家首次獲得二維狀態 “超固體”超固體雖然叫 “固體”，可是它卻一點都不堅硬。超固體是一種矛盾相，這種狀態下的原子會排列成有規則的晶體，但是同時可以像超流體一樣無摩擦地流動。你可以想象一個冰做成的管子放到水裏的感覺。此前這種物質狀態一直僅存在於理論之中，直到2019年，才在實驗室內實現了超固體狀態，但是當時只有一維狀態。
8月19日在《自然》雜誌發布的文章稱，他們通過超冷原子體系首次把超固體拓展到了二維狀態。研究人員本想利用氦（He）原子來做這項研究，因為隨著壓力的變化，氦原子狀態非常容易進入超流體態，但是最後沒有成功。後來研究人員又將實驗對象換成鏑（Dy）原子，因為它在現有元素中磁性最強，在磁相互作用下，原子能夠自發地組織成液滴，並按照一種特定的模式進行排列。研究人員最終用它成功創造出3排原子組成的二維超固體。二維超固體的發現極大拓寬了物理學家的研究視角，也給物理學家進一步研究這種奇異物質狀態提供了機會。
圖片和文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/d41586-021-02191-5
壁虎仿生機器人，能在垂直平面安全著陸熱帶雨林中的動物為了躲避天敵和捕食，常常需要緊急跳躍並降落在垂直的平面上。延時攝像機記錄了亞洲扁尾壁虎的著陸過程，它們不擅於滑翔，當進行緊急跳躍或短距離俯衝時，頭朝下接觸到垂直平面時的速度能達到6.0±0.9米/秒。如果是一輛汽車以這種速度撞上樹幹那一定是異常慘烈的事故，但是扁尾壁虎卻 “毫發無損”。機器人與生物學交叉領域的研究人員近期在《自然通訊生物學》上發表的一項科學研究表明，壁虎在跳躍時利用柔性的大尾巴調整姿勢，然後在前肢接觸到垂直平面時，尾巴和後肢已準備好支起頭部和軀幹向後傾斜103±34°保障軟著陸。
研究人員據此建立了一個動態的數學模型，指出尾巴在落地時有防墜反應（FAR），並通過測量一個具有由前足接觸觸發的主動尾反射的柔性機器人在著陸時的腳部力量來驗證這一模型。實驗表明，帶有主動尾巴反射的機器人可以穩定成功著陸在垂直平面，並且在一定區間內尾巴越長，腳部需要輸出的力量就越低。
視頻和文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s42003-021-02378-6
在你做夢的時候，大腦正忙著 “清理垃圾”圖片來源：小編自己
為什麼動物會做夢？做夢的時候大腦在忙些什麼？近期發表在《細胞報告》上的研究對這一問題做了解答。研究人員通過雙光子顯微鏡，在非麻醉狀態下直接觀察了小鼠在清醒和睡眠狀態下大腦毛細血管（腦細胞和血液之間交換營養和廢物的地方）中紅細胞的流動情況。
他們發現，在多個大腦皮層區域，平均毛細血管腦血流量在快速眼動睡眠期間（也就是夢境活躍期）大量增加，而在主動清醒和非快速眼動睡眠期間則沒有差異，而腦血流量對於維持能量供應和清除神經元活動產生的 “垃圾”——代謝副產物至關重要。在分子水平上，這一機制主要由腺苷A2a受體負責，如果敲除小鼠的A2a基因，睡夢期間的腦血流量不會明顯增加，清理 “廢料” 的能力也就明顯下降。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109558
熬夜會 “傷心”，尤其是女孩子圖片來源：pixabay
房顫一般隨著年齡的增長，發病率顯著提高，然而，在現在年輕人中，房顫的發病率也明顯提高。除了遺傳因素外，以及我們常說的戒煙、限制飲酒外，還有哪些方式可以預防房顫，改善心臟健康？
近期在《歐洲心臟雜誌》發表的一篇論文中，研究人員分析了283657名參與者平均時長達10.4年的數據，探索了熬夜對房顫的影響。研究發現，經常熬夜的人房顫和冠心病的發生風險顯著提高。尤其是經常熬夜的女性和缺乏鍛煉的人，發病風險相比其他人更高。這一研究意味著熬夜會 “傷心”，減少熬夜、增強體育鍛煉可以改善心臟健康。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03779-7
做運動選白天還是夜晚？生物鐘或起決定作用圖片來源：pixabay
通過運動可以達到強身健體或者減肥增肌的目的。如果在每天運動時間有限或者不變的情況下，如何實現運動表現最優呢？近日，魏茨曼科學研究所 Gad Asher 團隊在《美國科學院院報》發表新論文，利用小鼠模型系統地研究了生物鐘和運動能力之間的聯系。
研究者發現，小鼠日間運動耐力的差異是由生物鐘決定的，並依賴於兩種生物鐘蛋白PERIODs 和BMAL1。這兩種蛋白以一種時間依賴的方式，通過食物消耗和肝糖原儲存的差異改變運動能力。不僅如此，可能晚間運動比日間運動，運動表現會更優。這一研究也許意味著，合理飲食，晚間運動，也許效果更佳。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1073/pnas.2101115118.