在鲨鱼的电感觉器官中发现的质子传导物质
鲨鱼,冰鞋和射线可以使用一系列被称为Lorenzini壶腹的不寻常器官来探测猎物和其他动物产生的非常微弱的电场。这些电感觉器官究竟是如何工作的仍然是一个谜,但一项新研究揭示了一条可能对其他研究领域产生影响的重要线索。
最初由Stefano Lorenzini于1678年描述,Lorenzini的壶腹可见于头部周围皮肤和鲨鱼,冰鞋和射线(称为软骨鱼类,软骨鱼类的子类)的小毛孔。每个孔都对环境开放,并通过一个充满透明粘稠果冻的长管连接到一组电感应细胞。
在5月13日发表于Science Advances的新研究中,来自华盛顿大学加州大学圣克鲁兹分校和弗吉尼亚梅森贝纳罗亚研究所的一组研究人员研究了这种果冻的特性。他们发现果冻是一种非凡的质子传导材料,据报道生物材料具有最高的质子传导性。相应的作者,加州大学圣克鲁兹电气工程副教授Marco Rolandi说,它的电导率仅比目前最先进的质子传导聚合物(Nafion)低40倍。
“对果冻中高质子传导性的观察是非常令人兴奋的,”罗兰迪说。“我们希望我们的研究结果可能有助于未来对Lorenzini壶腹部和整个器官的电感知功能的研究,这本身就是非常特殊的。”来自几个壶腹的信号的整合允许鲨鱼,冰鞋和射线检测到每厘米5纳伏的电场变化。但是,这种微弱的信号如何从毛孔传递到感觉细胞一直是一个争论的问题。研究人员推测果冻中的硫酸化聚乙二醇可能有助于其高质子传导性。
质子传导率是材料或溶液传导质子(正氢离子)的能力。Rolandi解释说,在具有许多有序氢键的系统中,例如水合亲水聚合物,质子传导可沿着这些键的链发生。在技术应用中,质子导体如Nafion可用作燃料电池中的质子交换膜。
“我第一次测量果冻的质子传导性,我真的很惊讶,”第一作者Erik Josberger说,他是华盛顿大学Rolandi团队的电气工程博士生。“导电率仅比Nafion小40倍。”
材料科学和其他领域的研究人员可能对这一新发现感兴趣。Rolandi说,这一发现的应用可能包括非常规传感器技术。
推荐内容
-
新技术赋予聚氨酯废料第二生命
伊利诺伊大学(UI)研究人员已经开发出一种分解聚氨酯废料并将其转化为其他有用产品的方法。聚氨酯由难以分解的两个成分组成:由氮,碳和氧组
-
西安碑林区管控区解除了吗具体是哪些地方?管控区域是什么意思最
【导读】你知道什么是管控区域吗?据消息显示,阳性病例发病前2天活动比较频繁,具有一定传播风险,且其密接、次密接追踪判断难度较大的...
-
9月14日福建莆田泉州厦门疫情最新数据公布 福建累计报告本土
提醒:坚持非必须不出境、不去中高风险地区。有中高风险地区旅居史的人员,请配合落实14天(自离开中高风险地区之日起)的隔离医学观察。中高
-
新技术显示癌细胞如何保护染色体免于腐烂
当染色体的绳索复制时,它会在末端磨损。没问题:染色体的末端有额外的麻线,因此磨损不会进入重要信息所在的绳索体内。这种额外的麻线...
-
果蝇揭示了形态发生素在肢体生长中的作用
在巴塞罗那IRB的发育和生长控制实验室工作的研究人员发现,Dpp基因(人类中的BMP)在果蝇果蝇翅膀的结构组织和生长中起双重作用。这项研究发
-
免疫抑制剂联合治疗胶质母细胞瘤有希望
德克萨斯大学的研究人员发现了一种治疗胶质母细胞瘤的免疫抑制靶点。在小鼠研究中,研究小组已经鉴定出CD73巨噬细胞可以用来治疗癌症。...
-
科学家寻求为非常年轻的人改进流感疫苗
罗彻斯特大学医学院(牙科医学院)的科学家们发现了一种方法,可以使那些最有可能感染流感的人,尤其是2岁以下的婴儿,更安全地使用鼻喷雾流
-
研究发现重力“机械负荷”是软骨发育的关键
为了形成软骨然后转向骨骼,需要机械负荷或刺激细胞生长促进发育的力量;然而,在没有重力或机械负荷的情况下,对软骨发育知之甚少。现在,
-
研究人员首次以厘米为单位培养血管功能网络
当某人患有致命疾病或维持危及生命的伤害时,移植或移植新组织可能是最佳或唯一的治疗选择。移植器官,皮肤移植物和其他部位需要血管以...
-
研究表明酒精如何破坏干细胞DNA
来自Wellcome Trust Sanger研究所,MRC分子生物学实验室和英国剑桥大学的一组研究人员展示了酒精如何破坏染色体和突变干细胞,从而帮助解