系统日期:1月24日

用于追踪单个细胞的改良碳纳米管
碳纳米管再次来到科学研究的前沿，这一次是作为最灵敏的分子传感平台可用。

麻省理工学院工程师们相信他们已经设计出了传感器，这是第一次可以检测单个蛋白质分子，因为它们是由细胞甚至是单个细胞分泌的。该团队表示，由化学修饰的碳纳米管组成的传感器可以帮助科学家进行任何需要检测非常少量蛋白质的应用，例如跟踪病毒感染，监测细胞制造有用蛋白质的过程，或揭示食品污染。

麻省理工学院的化学工程师已经开发出碳纳米管传感器阵列，可以检测细胞分泌的单个蛋白质分子。(来源:麻省理工学院)

麻省理工学院化学工程Carbon P. Dubbs教授迈克尔·斯特拉诺(Michael Strano)说，他们希望使用这样的传感器阵列来寻找“大海捞针”，因为这些阵列代表了我们在技术上可用的最敏感的分子传感平台。“你可以将它们功能化，这样你就可以看到单分子与它们结合的随机波动。”

斯特拉诺的实验室之前开发了可以检测多种分子的传感器，这些传感器都是基于碳纳米管的改造而成的。碳纳米管是由碳制成的空心、纳米厚的圆柱体，在激光照射下会自然发出荧光。为了把纳米管变成传感器，斯特拉诺的实验室用DNA、蛋白质或其他可以与特定目标结合的分子包裹它们。当目标被结合时，纳米管的荧光以一种可测量的方式变化。

在这种情况下，研究人员使用称为适体的DNA链包裹碳纳米管。以前使用DNA适配体的努力一直受到阻碍，因为很难让适配体在保持其与目标结合所需的配置的同时粘附在纳米管上。

Landry克服了这一挑战，他在连接到纳米管的适体部分和连接到目标的部分之间添加了一个“间隔”序列，允许每个区域自由地执行自己的功能。

在制药领域，这些传感器有望被用于测试基因改造的细胞，以帮助治疗疾病。许多研究人员目前正在研究一种方法，医生可以取出患者自己的细胞，改造它们来表达一种治疗性蛋白质，然后将它们放回患者体内。这些纳米传感器阵列可能是测量这些珍贵细胞的有用工具，并确保它们以应有的方式工作。

唤醒石墨烯的睡眠超导性
剑桥大学研究人员已经找到了一种方法激活石墨烯天生的超导能力，之前处于休眠状态。

研究人员提醒说，长期以来，人们一直假设石墨烯应该经历超导转变，但事实并非如此。这个实验的想法是，如果石墨烯可以与超导体耦合，这种固有的超导性能被开启吗?

现在，他们已经找到了一种方法来触发石墨烯作为超导体的固有能力，这意味着它可以被制造成零电阻的电流。

这一发现进一步增强了石墨烯的潜力，石墨烯已经被广泛视为一种可能彻底改变医疗保健和电子等行业的材料。石墨烯是一种二维碳原子薄片，具有几种显著的特性;例如，它非常坚固，但也很轻，很灵活，而且导电能力很强。

自从2004年石墨烯被发现以来，科学家们就推测石墨烯可能也有成为超导体的能力。到目前为止，石墨烯的超导性只能通过掺杂或放置在超导材料上实现——这一过程可能会损害石墨烯的一些其他性能。

但在这项新研究中，研究人员设法激活了石墨烯本身的超导潜能。这是通过将其与一种称为镨铈铜氧化物(PCCO)的材料结合来实现的。

超导体已被广泛应用。因为它们能产生巨大的磁场，所以它们是核磁共振扫描仪和悬浮火车的重要组成部分。他们说，它们还可以用来制造节能电线和能够储存能量数百万年的设备。

超导石墨烯开辟了更多的可能性。例如，石墨烯现在可以用来制造新型超导量子器件，用于高速计算。有趣的是，它也可能被用来证明一种被称为“p波”超导的神秘形式的存在，学术界已经努力验证了20多年。

工科学生为盲人青少年创造技术
为了帮助向视障群体打开世界的大门，一位名叫印度·韦斯特(India West)的盲人少年与学校的学生们一起工作密歇根大学开发技术，使生活更容易视力受损的．

上学期，韦斯特每周都会从安娜堡的Clonlara学院前往戴维·切斯尼的软件工程课程EECS 481，这是密歇根大学北校区的一门高级课程。

切斯尼是计算机科学与工程的讲师，因其“游戏促进更大利益”的倡议而在校园里闻名。近十年来，他一直在将视频游戏开发、软件工程和利他主义结合起来——教他的学生用他们的技能造福不同的人群，该大学说。

起初，学生们只专注于电子游戏开发，但几年前，他扩大了范围。现在，每个学期他们都与残疾儿童或残疾人群体合作，为满足他们的需求量身定制技术。切斯尼的研究对象包括自闭症、脑瘫、贝尔氏麻痹和视力障碍患者。他和他的学生把那些同意与他们合作的人视为客户。

韦斯特在第一堂课上给学生们带来了一些想法:一个会说话的烤箱。智能购物车，可以告诉你在商店里的位置。一种在繁忙的餐厅里知道她朋友们坐在哪里的方法。
由于课程的限制，他们无法将这些想法付诸实践。但学生们听取了韦斯特的经历，并针对她的一些日常困难提出了自己的解决方案。

诺亚·杜尚和他的团队制作了智能架子，这是一件会说话的家具，可以告诉韦斯特上面有什么，在哪里，还可以描述开放区域的位置。为了制造它，他们将一台树莓派电脑、一台亚马逊Echo智能音箱和一台亚马逊Alexa智能个人助理连接起来。

下个学期，许多团队将努力让西方能够使用他们创造的技术。其他项目包括:

- sterereo是一款基于谷歌地图的iOS导航应用，它可以存储用户喜欢的路线，根据用户要走的方向播放声音，并根据步数调整距离。团队成员勒达·戴勒(Leda Daehler)说，距离到步数的转换想法来自韦斯特。Daehler说:“许多视障人士通过计算步数来测量距离，所以我们使用iPhone内置的计步器来根据用户的个人步数来记录所有的方向。”“估计时间也与用户的速度有关。”

-一些有趣的平板电脑游戏，只使用音频提示。

-在物体上安装RFID标签的标准，这样当他们穿过建筑物时，就可以向盲人的智能手机宣布自己的身份。该项目将在2017年冬季继续进行。

-为视障人士提供一系列在线编程课程。West表达了对学习编程的兴趣。学生加布里埃尔·帕斯卡利说:“我们调查了是否有针对视障人士的编程教程，但没有。”“编程是一件非常直观的事情，把它翻译到看不见的环境中是很困难的。”

West India讨论了一个旨在向盲人学生教授编码的项目，该项目由计算机科学和工程专业的学生Gabriel Pascualy帮助创建。
(来源:密歇根大学)

韦斯特可以看到她在编程方面的未来——特别是为视力受损的人开发软件。她参加了一个短期课程，并自愿测试应用程序的可访问性。她在这门软件工程课程上的工作可能也以一种更间接的方式弥合了差距。

切斯尼在一份声明中说:“与这些能力不同的客户合作，让学生们对如何开发软件有了完全不同的视角。”“有一个计算机科学的神话，我们做了这个东西，然后我们在车库里等着，有人出现来买这个东西，并在我们身上砸钱。但现实是与客户一起工作，有人看着项目说，这些是我喜欢的，这些是我不喜欢的，这对计算机科学家来说绝对是无价的，尤其是当他们的使用模式与开发人员完全不同的时候。’”

明年将是韦斯特作为高中生的最后一年。她计划继续与密歇根工程学院(Michigan Engineering)合作，与制定了在物体上放置RFID标签标准的学生们合作。通过多学科设计项目，他们将把鲍勃和贝蒂·贝斯特的建筑变成一个“智能建筑”，当韦斯特移动时，物体会识别自己。