盐动力：锂-钠融合电池的革命性变革

盐动力：锂-钠融合电池的革命性变革研究人员正在开发一种将锂和钠混合用于高品质电池的方法，从而在电池技术领域取得长足进步。通过将这两种元素结合在一起，他们的目标是降低成本，确保供应链安全，并解决因用于锂离子电池而需求量很大的锂日益稀缺的问题。锂正在成为新的黄金，电动汽车、计算机和便携式设备中锂离子电池的使用量急剧上升，推动了价格上涨，并影响了这种相对稀有金属的供应。科学家们即将开发出一种使用钠替代部分锂的方法，从而降低成本并保证供应。最近，科学家们已经开始考虑完全弃用锂，转而在高品质电池中使用钠或其他元素。钠更便宜，也更容易获得（它以氯化钠的形式存在于海水中），但它们也有缺点，就提供汽车和便携设备所需的集中电量而言，锂电池仍然是最好的。亚利桑那州立大学的博士生TullioGeraci和AlexandraNavrotsky教授采用了一种不同的方法：将锂和钠混合在同一种电池中，有望缓解供应问题，并为生产更便宜的电池和更安全的供应链开辟道路。该研究小组正在制造锂钠材料，并对其结构、均匀性和热力学性质进行表征。研究人员使用Navrotsky实验室开发和优化的专门技术（高温氧化物熔融量热法）来测量材料的能量稳定性，同时通过加热实验确定其在使用过程中可能发生的分解。TullioGeraci在Goldschmidt地球化学会议上介绍他们的研究成果时说："我们一直在将少量钠与锂混合，测试其稳定性，然后观察其性能如何。这是一个循序渐进的过程，当我们刚开始时，稳定性并不乐观--我们需要做的第一件事就是看看混合物是否能保持可用的形式。但随着钠含量的增加，稳定性也有所提高。到目前为止，我们已经获得了10%的混合物，看起来还不错，热力学上仍然稳定。我们相信，在我们看到性能有任何显著差异之前，可以将其提高到20%左右"。TullioGeraci继续说："起初，我们并不确定是否能够实现这些锂/钽稀释。令人惊讶的是，我们发现弱稀释液容易分解，溶液失去均匀性和晶体结构，而晶体结构对生产电池非常重要。但随着钠含量的增加，材料会变得更加稳定。在我们找到最佳组合后，我们需要将研究成果交给电池技术专家，以生产出第一批钠锂电池。我们相信这是开发新电池技术的第一步。"NancyRoss教授（弗吉尼亚州布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学地球科学系）评论说："Geraci和Navrotsky的研究突出了地球化学如何应用于开发具有重要技术意义的新材料。他们的研究为探索我们日常生活中所依赖的锂电池的替代性、更经济、更可持续的来源开辟了一条前景广阔的道路。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370821.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370821.htm

GlycoSHIELD：新软件为药物开发带来革命性变革

GlycoSHIELD：新软件为药物开发带来革命性变革GlycoSHIELD改变了蛋白质上糖链的建模方式，以其快速、用户友好和高能效的算法促进了药物开发，标志着绿色计算和医学研究取得了重大进展。由GlycoSHIELD生成的GABAA受体（灰色）在膜（红色）上的糖屏蔽（绿色）模型。资料来源：CyrilHanus，Inserm，巴黎西特大学细胞表面超过75%的蛋白质都被糖类覆盖。这些糖类分子在蛋白质周围形成了非常动态的保护罩。然而，由于糖的流动性和可变性，我们很难确定这些保护罩的行为方式，或它们如何影响药物分子的结合。项目负责人、Dioscuri翻译后修饰建模中心主任马特乌斯-西科拉（MateuszSikora）和他在克拉科夫的团队，以及德国美因河畔法兰克福马克斯-普朗克生物物理研究所（MaxPlanckInstituteofBiophysics）的合作伙伴，与巴黎医学研究院（Inserm）、塔佩中央研究院（AcademiaSinica）和不来梅大学（UniversityofBremen）的科学家合作，利用计算机解决了这一难题。他们的新算法GlycoSHIELD功能强大，可以快速而逼真地模拟蛋白质表面的糖链。与传统的仿真工具相比，GlycoSHIELD可以减少几个数量级的计算时间和功耗，为绿色计算铺平了道路。从数千小时到几分钟糖保护层对蛋白质与其他分子（如治疗药物）的相互作用有很大影响。例如，冠状病毒尖峰蛋白上的糖层使天然抗体或疫苗诱导的抗体难以识别病毒，从而将病毒从免疫系统中隐藏起来。因此，糖屏蔽在药物和疫苗研发中发挥着重要作用。对其形态和动态进行常规预测可使药物研究受益匪浅。然而，到目前为止，利用计算机模拟来预测糖层结构只能在特殊的超级计算机上通过专家知识来实现。在许多情况下，需要数千甚至数百万小时的计算时间。通过GlycoSHIELD，Sikora的团队提供了一种快速、环保的开源替代方案。"我们的方法减少了资源、计算时间和所需的专业技术知识，"Sikora说。"现在，任何人都可以在几分钟内通过个人电脑计算蛋白质上糖分子的排列和动力学，而无需专业知识和高性能计算机。此外，这种新的计算方式非常节能。该软件不仅可用于研究，还有助于药物或疫苗的开发，例如癌症免疫疗法。"糖做的拼图研究小组是如何实现如此高的效率提升的呢？作者们创建并分析了一个包含数千种最可能的三维姿态的资料库，这些姿态都是人类和微生物蛋白质上最常见的糖链形式。通过长时间的模拟和实验，他们发现，要可靠地预测糖屏蔽，附着的糖不与膜或蛋白质的一部分发生碰撞就足够了。该算法正是基于这些发现。"GlyoSHIELD用户只需指定蛋白质和糖的连接位置。然后，我们的软件就会在蛋白质表面以最可能的排列方式拼出它们，"Sikora解释说。"我们可以准确地再现尖峰蛋白的糖屏蔽：它们看起来与我们在实验中看到的一模一样！有了GlycoSHIELD，现在就可以用糖信息来补充新的和现有的蛋白质结构。"科学家们还利用GlycoSHIELD揭示了GABAA受体上的糖模式，这是镇静剂和麻醉剂的一个重要目标。由马克斯-普朗克协会发起的Dioscuri中心旨在帮助加强和扩大中欧和东欧的优秀研究成果。马特乌斯-西科拉（MateuszSikora）曾是马克斯-普朗克生物物理研究所的博士后研究员，自2023年5月起，他作为波兰克拉科夫雅盖隆大学（JagiellonianUniversity）翻译后修饰建模中心（DioscuriCentreforModellingofPosttranslationalModifications）的负责人，开始接受双边资助项目的资助。马克斯-普朗克生物物理研究所理论生物物理系主任格哈德-胡默（GerhardHummer）作为他在德国的合作伙伴为他提供了支持，并为这项工作做出了贡献。在不到一年的时间里，西科拉已经凭借他的绿色算法取得了巨大成功，并帮助波兰成为一个具有吸引力和竞争力的研究基地。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423907.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423907.htm

新型熔岩粘度测量工具为火山监测带来革命性变革

新型熔岩粘度测量工具为火山监测带来革命性变革熔岩粘度测量的进展布法罗大学的研究人员开发了一种测量熔岩粘度的工具，它可以增加我们对熔岩的了解，更好地改进熔岩运动的模型，为有关部门保障人们的安全提供重要指导。他们的研究成果详见AIP出版社出版的《科学仪器评论》。对于熔岩等流体来说，粘度是衡量其流动速度的标准。粘度低的流体像水一样快速流动，而粘度高的流体则更像糖浆。当火山在靠近人类建筑物的地方喷发时，粘度测量可以告诉急救人员他们有多少时间做出反应，而目前的方法往往不够充分。水牛城大学的研究人员在对仪器进行实地测试时，收集了冰岛利特利-赫鲁图尔火山喷发熔岩流的粘度数据。资料来源：马丁-哈里斯粘度测量面临的挑战作者马丁-哈里斯（MartinHarris）说："在冰岛或夏威夷等熔岩喷发相当频繁的地方，道路和社区等基础设施都会受到影响，对熔岩可能流向何处以及流向何处的速度的估计存在不确定性。"哈里斯认为，问题在于粘度测量几乎总是在实验室中进行。这让实验变得更简单、更安全，但却总是缺少一个关键环节。当熔岩从火山中喷发出来时，许多不同的气体会以气泡的形式被困在熔岩中。在实验室进行测量时，无法把气体放回去。因此，测量到的是没有所有不同成分的熔岩，错过了一些影响熔岩流动的东西。唯一的解决办法就是实地测量。然而，这也带来了一系列挑战。对熔岩进行实地粘度测量可以追溯到近一个世纪以前，但并没有取得多大成功。过去的许多尝试都是将金属棒插入熔岩，用手或弹簧活塞推动，甚至像长矛一样射入熔岩，以估算熔岩流的粘度。布法罗大学团队保留了传统的金属棒，并将其连接到测力计上以进行精确测量。他们将其与第二根杆配合起来测量位移，并设计了整个仪器，使其既轻便到可以手持，又耐用到可以在火山环境中使用。实地测试和未来目标完成设备后，团队在冰岛的一座活火山上对其进行了测试。哈里斯说："我们花了将近两周的时间进入利特里-赫鲁图尔火山爆发周围的不同地点。我们在相当紧张的环境中工作了很长时间，但我认为最终我们都对所做的工作留下了深刻印象并感到满意。"在实地试验中，研究人员在不同地点和不同时间对熔岩进行了数十次测量。他们说，这类数据非常重要，因为它不仅能显示熔岩在某一时刻的情况，还能显示熔岩在扩散和冷却过程中的变化情况。哈里斯说："这是人们第一次对熔岩的这些不同横断面进行测量。这个仪器真正令人兴奋的地方在于，我们能够显示熔岩的物理特性随时间和空间发生的变化。"研究小组希望进一步完善他们的仪器，并将其提供给世界各地的研究小组和火山监测站。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433578.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433578.htm