新研究

一款癌症呼吸探测仪拿下英国工程领域顶级奖项—麦克罗伯特奖

2018年6月27日，安妮公主在伦敦塔上为英国最负盛名的工程奖——“麦克罗伯特奖”颁奖，这项由皇家工程学院主办，素有“工程奥斯卡”之称的奖项落于比利·博伊尔团队之手，皇家工程学院还提供了50,000英镑的奖金。

比利·博伊尔发明了一款癌症呼吸探测仪，用呼吸采样器采集人体呼出的挥发性有机化合物（VOC），VOC是诊断肺癌、结肠癌及各种炎症的早期指标，癌症呼吸探测仪通过监测、分析VOC的种类对使用者可能存在的疾病进行判断，有助于确诊早期肺癌、结肠癌、各种炎症和传染病。

博伊尔表示，这款新发明的癌症呼吸探测仪体积小、成本低、可行性高，可挽救至少10万人的生命，并为全球医疗系统节省下11.3亿英镑。这项壮举可能预示着癌症诊断新纪元的开始，有可能彻底改变我们诊断和治疗疾病的方式，降低癌症死亡率。

比人类皮肤更敏感的人造皮肤

华盛顿大学 Jonathan Posner 教授开发出了一种可以感受到压力和剪切的人造皮肤。这种皮肤能够模仿人类手指在物体表面滑动时感受到的张力和压迫感，或者区分不同的材质纹理。“当人类手指划过一个表面时，指甲的一侧就会凸出来，而另一侧则变得紧绷。我们在人造皮肤上利用这种效果来产生不对称的拉伸。”

这种可伸缩的电子皮肤是使用硅橡胶材料制成，内部充满毛发般细小的通道，再用液态金属填充，以保证在拉伸时不会断裂或出现金属疲劳。当通道的几何形状发生变化时，电流也会随之变化，由此测量皮肤的拉伸程度，在实验中，人造皮肤能够以800次/s的速度探测微小的震动，这甚至比人类的手指还要高。

目前，研究人员正在研究如何用这些传感器来改善机器人手对物体的操纵能力，“在复杂的任务中，使用传感器可以增强机器人和假肢的能力。”

快速检测水污染的新方法

据《纳米科学与纳米技术》（Journal of Nanoscience and Nanotechnology）杂志报道，俄罗斯科学院克拉斯诺亚尔斯克科学中心的研究人员证明，纳米级金刚石可用于检测水中苯酚类毒性和剧毒物质，此项发现为快速监测环境污染提供了新的方法。

在含氧量不足的密闭室中引爆含碳爆炸物即可获得纳米金刚石。纳米金刚石颗粒的本质是表面覆盖了化学活性杂质的惰性金刚石核。爆炸后，表面碳原子的游离化学键与介质中的杂质结合在一起，从而赋予了纳米金刚石化学活性，然后对纳米颗粒表面进行改性处理，使其获得了在水、有机溶剂、油等不同介质中均具有高胶体稳定性，如将去离子水加入其粉末中，则可形成溶液，溶液中的纳米颗粒可在数年内保持悬浮状态，而不会聚集或沉淀。 这种悬浮液可进行反复多次干燥，加水后，会再次获得原来的特性。此外在冻融、沸腾、高压灭菌后仍能保持胶体稳定性。

实验表明，改性纳米金刚石不易团聚，可作为化学反应中的催化剂。如果将其添加至用来检测氨基安替比林、过氧化氢、苯酚等酚类物质的混合试剂中，溶液会迅速变成鲜艳的深红色。根据得到的有色产物的量，通过光谱法可确定水样中苯酚浓度。

最可贵的是，每次水样检测后，纳米颗粒可以通过清洗再次用于检测，极大地降低了成本。实验证明，同1nm金刚石样品可在苯酚检测中至少使用7次。

目前，研究人员正在开发新型指示剂，将金刚石纳米颗粒固定在基底上，用来检测固体载体中的苯酚。这种指示剂在实际使用中将比以往更为便捷。例如，将金刚石纳米颗粒棒浸入水样中，将反应产物的颜色与测试标尺进行比较，从而获得水样被苯酚污染的程度。