欢迎收看一周科技。本周你将看到：①能修补消化道的“胶带”；②最长闪电记录刷新；③可爱地松鼠如何在冬眠中保持肌肉；④特殊表面让散热更高效；⑤比天然版更结实的人工牙釉质。
胶带补肠
肠子破了不要紧，扯块胶带几秒就能粘好？ 本周，麻省理工学院的研究者发表了一种能像胶带一样轻松使用的手术贴片。它有望替代缝线，用于修补消化道损伤[1]。
利用贴片修补肠道损伤 | Xuanhe Zhao et al.
这种透明贴片不需要预处理，揭开就可以直接使用。在接触湿润的组织后，粘合面会首先通过氢键附着，然后在数秒内与组织蛋白形成牢固的共价结合。 它不仅粘合迅速，而且可以维持牢固附着一个月以上。在损伤组织愈合后，贴片最终会逐渐降解，不会引起炎症或粘连。
这种贴片是同一团队此前成果的改进版，它调整了粘合剂配方，同时在上方加入了防止粘连的无粘性层。这种贴片拥有与消化道组织相似的弹性，因此不会影响肠道蠕动。利用大鼠和猪进行的动物实验显示，它能有效封住破损的胃或肠道。
最长闪电
本周，世界气象组织刚刚认证了两项巨型闪电的新纪录。这两道闪电分别在时间和空间的长度上超越了以往所有的记录。
空间距离上最长的闪电（通过同步气象卫星观测） | NOAA
在这其中，距离上最长的闪电发生在2020年4月29日的美国南部，它横跨了768±8千米的距离，比前任纪录保持者又长了60千米。而时间上最长的闪电则来自2020年6月18日发生在乌拉圭和阿根廷北部的一场雷暴，这道闪电持续了17.102±0.002秒[2]。
这里观测到的闪电并没有接触地面，但它们的惊人规模依然提醒人们需要警惕雷暴天气的危险性。
冬眠法宝
这是一只正在冬眠的地松鼠。在长达半年的冬眠季里，它们不吃不喝，代谢率也降低至夏季的1%。
冬眠中的十三线地松鼠（ Ictidomys tridecemlineatus ） | Robert Streiffer
人类如果长时间卧床、不摄入蛋白质，肌肉将会萎缩，但冬眠动物却丝毫不会有此困扰，这是为什么？研究者最近发现，秘密在于它们的肠道菌群： 这些细菌会帮助冬眠的地松鼠回收营养、补充肌肉[3]。
研究者用抗生素使得一些地松鼠的肠道微生物减少，然后将它们与拥有正常肠道菌群的地松鼠进行比较。结果发现，正常地松鼠的肝脏和肌肉能够回收尿素氮，而且冬眠和禁食的时间越长，回收得越多；肠道菌群不足的地松鼠，回收的尿素氮则很少。 这些回收的尿素氮能用于合成氨基酸，在地松鼠禁食时为它们补充蛋白质。当然，与地松鼠共生的肠道菌群也可从中获益，利用这些回收的尿素氮为自己合成蛋白质。 这一机制的发现，或许可以应用于肌肉萎缩的治疗或是太空飞行。
高效散热
在非常灼热的表面上，水滴反而不会迅速沸腾。它们会被一层水蒸气托起，变成圆圆的小水珠四处游走——这就是莱顿弗罗斯特效应。
莱顿弗罗斯特效应：接触灼热表面的水滴被一层水蒸气托起。在烧热的铁锅上也经常可以观察到这种现象 | nature video
这种现象看起来很有趣，但它却会降低喷水散热的效率，让工程师感到头疼。 现在，香港城市大学的研究者开发了一种阻止莱顿弗罗斯特效应的新方法：经过特殊处理的表面即使温度上升到1000℃以上，水滴依然能够在上面迅速汽化，而不会从表面弹起，从而实现高效散热[4]。
特殊处理的表面即使在1000℃依然不会引发莱顿弗罗斯特效应（对于水而言，这种现象一般在超过200℃的表面就会发生） | nature video
研究者在钢铁表面加工出许多细小的柱状凸起，并在凸起中间加入一层二氧化硅纳米纤维组成的多孔薄膜。这种结构能够阻止蒸汽气垫形成，同时迅速将水分吸收到薄膜上，促使其快速汽化。
人造牙釉质
牙釉质是我们身体上最坚硬的部分，它也是一种性能卓越的天然复合材料。人们一直尝试在实验室中模仿牙釉质制造材料，但却很难复制它的微观结构。 而现在，北京航空航天大学的研究者成功制造了一种新型人工牙釉质材料，它不仅超越了过去的同类人造物，甚至还比天然牙釉质机械性能更加出色[5]。
牙釉质是一种机械性能十分出色的天然材料 | 站酷海洛
与真正的牙釉质相似，这种人工材料主体由纤细的羟基磷灰石晶体组成。研究者在羟基磷灰石纳米线外侧加入了强化结构的无定型二氧化锆涂层，并通过双向冷冻让这些基本单元整齐排列，最终就得到了这种类似牙釉质的材料。在测试中，人造牙釉质显示出了优异的硬度、强度与韧性。
除了修补牙齿，这样的人工材料还有望在其他许多领域起到保护作用。
参考文献
[1] https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abh2857
[2]https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/aop/BAMS-D-21-0254.1/BAMS-D-21-0254.1.xml
[3] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh2950
[5] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj3343
作者：麦麦，窗敲雨
编辑：窗敲雨
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