科學家研發(fā)“人體芯片”代替動物實驗

這一芯片可容納10種器官細胞，進而模擬人體內的循環(huán)系統(tǒng)。來自麻省理工的科學家們打造了一種被稱為“人體芯片”的裝置。據(jù)介紹，這種微流體設備能夠模擬藥物對幾大重要器官的影響，而不是針對肝臟等單一器官。

麻省理工的研究員表示，這個微流體平臺是由塑料制成的，可容納了各種人體細胞，然后讓液體在其中流動來模擬血流，從而模擬人體內的循環(huán)系統(tǒng)。

目前，這一“人體芯片”能夠將10種不同器官的細胞整合到一起，分別是肝臟、肺、腸道、子宮內膜、大腦、心臟、胰腺、腎臟、皮膚和骨骼肌。一般情況下，“人體芯片”中的“人體器官”可多次利用，但最多也僅能維持四周時間。

在細節(jié)部分，為了限制水分蒸發(fā)并維持濕度，該微流體平臺的下方還嵌入了一個水泵裝置。

一直以來，在藥物研發(fā)等實驗上，科學家們多是在小白鼠、豬牛羊等動物的身上進行測試，以查看藥效等等。不過，人與動物畢竟是不一樣的，此前“喝王老吉能延長10%壽命”事件中，就有專家明確的表示，因為大鼠與人屬于不同物種，在大鼠試驗中取得的結論并不一定適用于人體。

借助于這一“人體芯片”，科學家們的藥物測試則開辟出了一種新的方式，且成效更為貼近人類。研究的合著者Linda Griffith也表示：“借助我們的人體芯片，你能夠讓藥物進行分散并且觀察藥物對器官組織的影響，并且測量它們的新陳代謝的速度。”

與此同時，譬如藥物服用之后出現(xiàn)的并發(fā)癥等等，科學家們通過“人體芯片”也可以做到盡早發(fā)現(xiàn)，而不是在藥物已經(jīng)大規(guī)模走向市場后才發(fā)現(xiàn)問題。 創(chuàng)業(yè)家

新全光二極管可用于微型光電路

據(jù)物理學家組織網(wǎng)16日報道，英國國家物理實驗室（NPL）的研究人員研制出了一種全光二極管，新二極管能被用于微型光子電路中，有望為微納光子學芯片提供廉價高效的光二極管，從而對光子芯片和光子通信等領域產(chǎn)生重要影響。

北京大學現(xiàn)代光學研究所研究員肖云峰對科技日報記者解釋說：“二極管能傳輸一個方向上的電流，但卻阻擋反向電流，是幾乎所有電子電路的基本組成元件，但現(xiàn)有的光學二極管需要大塊磁光晶體，嚴重阻礙了其在微納尺度上的集成，成為集成光子學領域面臨的重大挑戰(zhàn)之一。”

在新研究中，帕斯卡·德爾海耶博士領導的團隊將光發(fā)射到一個微諧振器（一個硅芯片上的玻璃微環(huán)）內。盡管微環(huán)直徑僅與人頭發(fā)絲相當，卻可使光在微環(huán)內來回傳播。利用微環(huán)增強的光學克爾效應，該團隊制造出了新的全光二極管。新二極管僅能在一個方向上傳輸光，且可集成到微納光子電路中，因此，克服了二極管需要大塊磁光晶體這一限制。

德爾海耶強調稱：“這些二極管有望為微光芯片提供廉價高效的光二極管，也將為可用于光學計算的新型集成光子電路鋪平道路，還可能對未來的光子通信系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。”

據(jù)悉，中國科學家也在該領域獲得了較好的成果，例如中國科學技術大學董春華博士利用微腔光力相互作用，得到了全光控制的非互易微腔器件，包括全光二極管和環(huán)形器等。

肖云峰說：“盡管最新研究并非第一個全光二極管，但獲得的器件具有操作簡單、隔離度高等特點，是一個很有潛力的方案。當然，與現(xiàn)有的全光二極管方案類似，基于諧振腔的全光二極管往往存在帶寬限制，僅能在較窄的諧振模式內工作。未來還需進一步研究，突破其限制。”
科技日報

科學家用風將石墨烯“吹出”1 英尺長

美國萊斯大學科學家、新墨西哥州立大學與美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）合作開發(fā)一種技術，可將單原子厚的石墨烯單晶不斷增長到前所未有的長度（1 英尺）。 透過這種技術，變得無限長的石墨烯將能應用于 roll-to-roll 卷繞對位技術產(chǎn)品。

石墨烯（Graphene）是一種只有單原子厚度的石墨，具有前所未有的強度和高導電性，但它仍還未能大規(guī)模生產(chǎn)以超越硅的應用。 有沒有一種辦法，可以將石墨烯增長到前所未有的大小？ 答案是有的，“把它放到風中吹”。

和利用傳統(tǒng)化學氣相沉積法（CVD）來生產(chǎn)石墨烯一樣，研究團隊將碳氫化合物（hydrocarbon）的氣體混合物噴到金屬晶箔上，但這次他們小心控制了分子局部沉積，用緩和的風將碳原子吹向新出現(xiàn)的石墨烯生長前緣。 隨著基底移動，碳原子不斷結成石墨烯單晶，最后長度達到 1 英尺（30.48 公分）。

橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，縮寫 ORNL）解釋，當碳氫化合物接觸熱催化劑晶箔時，它們隨著時間生長成較大區(qū)域的碳原子簇，聚結覆蓋整個基底，而在足夠高的溫度下， 石墨烯的碳原子可以非晶生長。

而由于氣體混合物的濃度會影響單晶生長速度，因此在單個石墨烯晶體的現(xiàn)有邊緣附近供應化合物，可以比形成新團簇更有效地促進其生長。 為了確保最佳增長，有必要創(chuàng)建一道“風”以消除團簇形成，于是團隊在受控的緩和風環(huán)境下實驗，讓石墨烯晶體生長速度超過其他晶體，以至于石墨烯即使在多晶襯底上，也可以“選擇進化”成單晶。

這項研究發(fā)表在《自然-材料（Nature Materials）》期刊。technews