科学家开发水凝胶绷带 利用超声波更好地粘附在皮肤上

科学家开发水凝胶绷带利用超声波更好地粘附在皮肤上让绷带粘在皮肤上有时会很困难，尤其是在皮肤潮湿的情况下。然而，一种实验性的新伤口敷料并不存在这个问题，它利用超声波诱导的微气泡与皮肤更好地结合。由加拿大麦吉尔大学领导的团队开发的这种敷料本身是以透明水凝胶薄片的形式出现的--它是由聚(N-异丙基丙烯酰胺)聚合物以及海藻衍生的海藻酸凝胶制成。该水凝胶与含有壳聚糖或明胶纳米颗粒或纤维素纳米晶体的液体底层涂料相结合。不管是什么组合，一旦底层涂料和水凝胶被应用到伤口上，一个小型超声波传感器就会与它们接触。超声波穿过水凝胶，在底层涂料中诱发空化，产生许多微气泡，将底层涂料分子向下推入皮肤。因此，该敷料比传统的粘性绷带更好地粘在皮肤上--超声波的强度越大，敷料的粘性越好。一旦伤口愈合，粘合过程可以被逆转，以去除水凝胶。除了用于伤口治疗外，据信该技术还可用于通过皮肤传递药物......而且可能性还不止于此。首席科学家、麦吉尔大学的李建宇（音译）教授说：“通过融合力学、材料和生物医学工程，我们设想了我们的生物粘附技术在可穿戴设备、伤口管理和再生医学方面的广泛影响。”有关这项研究的论文最近发表在《科学》杂志上。来自不列颠哥伦比亚大学和瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家也参与了这项研究。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303987.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303987.htm

无声的尖叫：科学家认为部分青蛙可能有能力通过超声波进行跨物种交流

无声的尖叫：科学家认为部分青蛙可能有能力通过超声波进行跨物种交流落叶蛙（Haddadusbinotatus）发出的求救信号的频率人类听不到，但捕食者却能听到。图片来源：HenriqueNogueira"两栖动物的一些潜在天敌，如蝙蝠、啮齿动物和小型灵长类动物，能够发出并听到这个频率的声音，而人类却不能。我们的一个假设是，这种求救信号是针对其中一些天敌发出的，但也有可能是，这种宽频带具有普遍性，因为它可以吓唬尽可能多的天敌，"文章第一作者乌比拉塔-费雷拉-索萨说。这项研究是UbiratãFerreiraSouza在巴西圣保罗州坎皮纳斯州立大学生物学研究所（IB-UNICAMP）进行的硕士研究的一部分，他获得了巴西国家科学基金会的奖学金。另一种假设是，这种叫声是为了吸引另一种动物来攻击威胁两栖动物的捕食者，在这种情况下，这种捕食者就是巴西大西洋雨林中特有的一种落叶蛙（Haddadusbinotatus）。研究人员记录了两次求救信号。当他们使用特殊软件对声音进行分析时，发现声音的频率范围在7千赫兹到44千赫兹之间。人类无法听到高于20kHz的频率，这属于超声波。在发出求救信号时，这种青蛙会做出一系列典型的防御捕食者的动作。它抬起身体前部，张大嘴巴，头部向后摆动。然后，它部分闭合嘴巴，发出从人类可听到的频段（7kHZ-20kHz）到听不到的超声波频段（20kHz-44kHz）不等的叫声。文章合著者、巴西国家科学院国际生物技术研究所博士生玛丽安娜-雷图西-庞特斯（MarianaRetuciPontes）说："巴西的两栖动物多样性居世界首位，已描述的物种超过2000种，因此发现其他蛙类也能发出这种频率的声音并不奇怪。"潜在的跨物种超声波通信另一个物种使用这种策略可能是庞特斯自己无意中发现的。2023年1月，蓬特斯在圣保罗州伊波兰加的上里贝拉州立旅游公园（PETAR）游览时，在一块岩石上看到了一种动物，很可能是锯肢蟾（Ischnocnemahenselii），不过她并没有采集这种动物来准确鉴定物种。她抓住青蛙的腿试图拍照，却惊讶地发现青蛙的防御动作和求救信号与H.binotatus非常相似。几英尺外有一条矛头蝮蛇（Bothropsjararaca），显然证实了这种行为是对捕食者的反应的假设。研究演变与未来方向她能够录制视频，但无法分析声轨以确认超声波频段的存在。根据H.binotatus的文献记载，抓住青蛙的腿是研究人员通常用来模拟捕食者攻击青蛙的动作。"这两种两栖动物都生活在落叶层中，体型相似（3厘米到6厘米之间），有类似的天敌，因此I.henselii也有可能利用这种带有超声波的求救信号来抵御天敌，"文章的最后一位作者、IB-UNICAMP教授路易斯-费利佩-托莱多（LuísFelipeToledo）说。他是"从自然史到巴西两栖动物保护"项目的主要研究者，该项目得到了巴西国家科学基金会的支持。托莱多第一次怀疑双尾蝠发出的声音频率过高，人类无法听到，那是在2005年，当时他还是里约克拉罗圣保罗州立大学生物科学研究所（IB-UNESP）的一名博士生。但是，由于当时设备的限制，他无法验证20千赫以上的频率。此外，还有三种亚洲两栖动物的超声波叫声记录，但有关频率用于同一物种个体之间的交流。在哺乳动物中，鲸鱼、蝙蝠、啮齿动物和小型灵长类动物普遍使用超声波。在Souza等人的研究之前，人们还不知道两栖动物使用超声波来抵御捕食者。研究人员现在计划解决这一发现提出的一系列问题，例如哪些捕食者对求救信号敏感，它们对求救信号的反应如何，以及求救信号是为了吓唬它们还是为了吸引它们的天敌。"会不会是为了吸引猫头鹰来攻击即将吃掉青蛙的蛇？"索萨想。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426656.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426656.htm

xMEMS实验室推出了Cypress超声波固态扬声器，专为TWS耳机设计，不再使用物理放大器，而是依靠超声波脉冲。

xMEMS实验室推出了Cypress超声波固态扬声器，专为TWS耳机设计，不再使用物理放大器，而是依靠超声波脉冲。Cypress超声波固态扬声器，专为TWS耳机设计。这些扬声器不再使用物理放大器，而是依靠人类听觉通常无法察觉的超声波脉冲。xMEMS的关键创新是该公司的超声波调幅转导（ultrasonicamplitudemodulationtransduction）。扬声器可以产生超声波脉冲，然后将其推送到一个解调器，将声波脉冲转换为用户可听到的声音。超声波脉冲提供了与源信号完全相同的声学副本，能够在所有声音频率内实现更好的音频再现。Cypress超声波扬声器声称能够提供比线圈扬声器更好的质量和更细致的声音，同时仍然支持高分辨率和空间音频。2024年开始展示

无痛贴片使用超声波穿透皮肤传递药物

无痛贴片使用超声波穿透皮肤传递药物该团队将这一系统称为"可塑型超声透析贴片"（cUSP），它包含在一种粘附在佩戴者皮肤上的水凝胶中。补丁内有四个换能器，通过铜线连接以导电。每个换能器上方都有一个空腔，里面有溶解在液体中的药物分子，当换能器接受电源时，它们会振动并在液体中产生气泡。这反过来又产生了液体的微射流，射穿了坚韧的皮肤外层。图示新的超声给药贴片的不同层次和组成部分研究人员在猪的皮肤样本上测试了该系统，试验传递一种叫做烟酰胺的维生素B，它在许多防晒霜和保湿剂中使用。他们发现，cUSP能够通过皮肤输送的药物分子比没有超声波帮助的贴片多26倍。他们还将其与另一种新兴的无痛给药方法--微针贴片进行了比较，微针贴片含有微小的冻干药物钉子，可以穿透皮肤并溶解。超声波贴片能够在30分钟内交付其有效载荷的烟酰胺，而微针贴片则需要6个小时才能交付相同的数量。研究人员说，这种技术对于输送药物治疗皮肤病，如烧伤、皮肤癌或衰老症状特别有用。随着更多的改进，该系统可以将有效载荷送入更深的地方以到达血液，如芬太尼，或胰岛素或黄体酮等激素。它甚至可能最终帮助无痛地涂抹纹身。该研究的高级作者CananDagdeviren说："该系统提供的易用性和高重复性为患有皮肤病和皮肤早衰的患者和消费者提供了一个改变游戏规则的选择。以这种方式递送药物可以提供较少的全身毒性，并且更加局部、舒适和可控。"这项研究发表在《先进材料》杂志上。该团队在下面的视频中描述了这项工作。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356353.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356353.htm

无需开颅植入电极 超声波技术实现无创“读脑”

无需开颅植入电极超声波技术实现无创“读脑”解剖记录平面和行为任务。图片来源：物理学家组织网2021年，加州理工学院研究人员开发了一种使用功能性超声读取大脑活动的方法，这是一种侵入性小得多的技术。超声波成像的工作原理是发射高频声音脉冲，然后测量这些声音振动在物质（如人体的各种组织）中的回声。声波在这些组织类型中以不同的速度传播，并在它们之间的边界反射。这项技术通常用于拍摄子宫内胎儿的图像及其他诊断成像。由于头骨不能透过声波，因此使用超声波进行脑部成像需要在头骨上安装一个透明的“窗口”。超声波技术不需要植入大脑本身，这大大降低了感染的机会，并使脑组织及其保护性硬脑膜完好无损。神经元活动的变化会引起它们对氧气等代谢资源的利用发生变化。这些资源通过血液重新补充，这是功能性超声波的关键。在这项研究中，研究人员使用超声波来测量流向特定大脑区域的血流的变化。就像救护车的警报声随距离远近而改变音调一样，红细胞会在反射的超声波接近声源时增高音调，而在远离声源时降低音调。通过测量这种多普勒效应，研究人员可以记录大脑血液流动的微小变化，空间区域只有100微米宽，大约为一根头发那么宽。他们能够同时测量广泛分布在整个大脑中的微小神经细胞群的活动，其中一些小到只有60个神经元。研究人员使用功能性超声来测量非人灵长类动物顶叶后皮质（PPC）的大脑活动，该区域负责规划并帮助执行运动。实验动物被教会了两项任务：移动手来引导屏幕上的光标，移动眼睛看屏幕的特定部分。它们只需要考虑执行任务，而不是实际移动眼睛或手，因为BMI可以读取它们的大脑活动。超声波数据被实时发送到解码器，然后生成控制信号，将光标移动到希望的地方。BMI能够成功地对8个径向目标执行此操作，而平均误差很小。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401725.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401725.htm

超声波 - 帮助人们摆脱有毒 "永久化学品"的新方法

超声波-帮助人们摆脱有毒"永久化学品"的新方法最新研究表明，超声波技术可以有效处理受污染地下水中的有害化学物质全氟辛烷磺酸（PFAS）。这种方法与传统的处理方法不同，它能更有效地降解较小的PFAS化合物。这项研究扩展了之前的药物降解工作，证明超声波能够分解PFAS中稳定的碳氟键。虽然这种方法成本高、耗能大，但对保护水源可能至关重要，它也为未来的水处理技术指明了一个潜在的方向。这些困难促使俄亥俄州立大学的研究人员开始研究超声降解--一种利用声音通过裂解构成物质的分子来降解物质的过程--如何对不同类型和浓度的这些化学物质发挥作用。超声降解：潜在的解决方案通过对实验室制造的含有三种不同大小的氟代苯磺酸化合物（通常存在于消防泡沫中的PFAS化合物）的混合物进行实验，他们的结果表明，在三个小时内，较小的化合物降解速度比较大的化合物快得多。这与许多其他全氟辛烷磺酸处理方法形成了鲜明对比，在这些方法中，较小的全氟辛烷磺酸实际上更难处理。研究报告的共同作者、俄亥俄州立大学土木、环境和大地工程学教授琳达-韦弗斯说："我们的研究表明，具有挑战性的较小化合物也可以处理，而且比较大的化合物更有效。这就是这项技术的潜在价值所在。"这项研究发表在《物理化学杂志A》上。作为仅有的几项探究如何利用超声波清除我们周围有毒的全氟辛烷磺酸（PFAS）化学物质的研究之一，这篇论文是韦弗斯之前研究的延伸，韦弗斯之前的研究发现，同样的技术也可以降解市政自来水和废水中的药物。超声波与传统方法"PFAS化合物很独特，因为我们在环境工程中用于其他难以清除的化合物的许多破坏技术对它们不起作用，"Weavers说。"因此，我们确实需要开发一系列技术，以确定哪些技术在不同应用中可能有用。"其他传统的销毁方法试图通过与氧化性化学物质发生反应来分解全氟辛烷磺酸，与之不同的是，超声波通过发出频率远低于医学成像通常使用的频率的声音来净化这些物质。超声波的低频压力波会压缩并拉开溶液，从而产生被称为空化气泡的气穴。当气泡塌陷时，它们会获得巨大的动力和能量，从而压缩并过度压缩，加热气泡。韦弗斯说："与强大的燃烧室类似，这些微小气泡内的温度可高达10000开尔文，正是这种热量分解了全氟辛烷磺酸由稳定的碳-氟键组成，并使副产品基本无害。遗憾的是，这种降解方法可能成本高昂且极其耗能，但在几乎没有其他选择的情况下，公众可能需要考虑投资这种方法，以保护饮用水和其他用途的地下水。"监管对策和公众意识在制造业开始放弃使用PFAS的同时，监管机构也在努力提高公众对如何避免使用PFAS的认识。今年早些时候，美国环保署提出了《国家主要饮用水法规》（NPDWR），要求公共供水系统监测某些PFAS，通知公众这些物质的含量，并在含量超过一定限度时采取措施降低其含量。由于超声波能有效清除溶液中的全氟辛烷磺酸，研究得出结论，科学家和政府机构应考虑在未来的处理技术开发中使用超声波，并将其与其他综合处理方法结合使用。虽然韦弗斯的研究还不能推广到更大范围的抗污染工作中，但该研究确实指出，他们的工作可能会成为制造小型、高能量水过滤设备的开端，供公众在家中使用。韦弗斯说："我们的研究围绕着如何扩大规模，以及需要什么才能使其发挥作用展开。这些化合物随处可见，因此随着我们对它们的了解越来越多，了解它们如何降解和分解对进一步推动科学发展非常重要。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401225.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401225.htm