Benutzen Sie Ihr Mobiltelefon oft, um Ihre Kinder zu beruhigen? Aufmerksamkeit! Chinas mehrjähriger Reis wurde von Science als einer der zehn größten Durchbrüche des Jahres 2022 ausgewählt | Hot Spot Bewertung

„Hotspot Review | Wichtige Technologieereignisse der Woche“ ist eine neue Grafik- und Textkolumne von Academic Headlines, die den Lesern helfen soll, die brandheißen Technologienachrichten der vergangenen Woche schnell zu verstehen. Aufgrund des begrenzten Platzes (und Wissens) können Sie gerne weitere hinzufügen~

Die Folgen einer nicht abgedeckten Toilette sind schwerwiegend

Frühere Studien haben ergeben, dass beim Spülen der Toilette winzige, unsichtbare Partikel in die Luft freigesetzt werden. Diese Partikel können Krankheitserreger wie Escherichia coli, Clostridium difficile und Adenoviren transportieren und stellen somit ein Ansteckungsrisiko für Benutzer öffentlicher Toiletten dar.

Kürzlich haben amerikanische Wissenschaftler mithilfe von grünen Lasern und Kameraausrüstung gezeigt , wie winzige, für das bloße Auge unsichtbare Wassertröpfchen schnell in die Luft gesprüht werden, wenn Menschen in öffentlichen Toiletten die Toilettenspülung ohne Abdeckung betätigen.

Abbildung ｜Aerosolfahne, die durch das Spülen der Toilette entsteht. (Quelle: Wissenschaftliche Berichte)

Die Studie ergab, dass die beim Spülen der Toilette entstehenden Partikel mit einer Geschwindigkeit von 2 Metern pro Sekunde ausgestoßen werden und innerhalb von 8 Sekunden eine Höhe von 1,5 Metern über der Toilette erreichen können. Während die größten Partikel dazu neigen, sich innerhalb von Sekunden auf der Oberfläche der Toilettenschüssel abzusetzen, können Aerosolpartikel, die kleiner als 5 Mikrometer oder ein Millionstel Meter sind, minutenlang oder länger in der Luft schweben. Die durch den Sprühnebel erzeugte Wolke kann bis zur Decke des Labors aufsteigen und da die Partikel nirgendwo hinkönnen, bewegen sie sich an den Wänden entlang nach außen und verteilen sich in andere Räume.

In dieser Studie wird erstmals die durch das Spülen einer Toilette erzeugte Aerosolwolke visualisiert und die Spritzgeschwindigkeit und Diffusionsbahn der Partikel gemessen. Dadurch werden die Auswirkungen des Spülens einer Toilette aus einer völlig neuen Perspektive sichtbar. Diese Visualisierung der potenziellen Krankheitsexposition bietet neue Möglichkeiten zur Verringerung der Krankheitsausbreitung.

Darüber hinaus ist es wichtig, die Flugbahn und Geschwindigkeit dieser Partikel zu verstehen, um das Expositionsrisiko durch Desinfektionslüftungsstrategien oder ein verbessertes Design der Toilettenspülung zu verringern.

Quelle: China Science Daily

Link zum Artikel:

https://www.nature.com/articles/s41598-022-24686-5

Chinas mehrjähriger Reis wurde als einer der zehn größten wissenschaftlichen Durchbrüche des Jahres 2022 ausgewählt

Kürzlich veröffentlichte das Magazin Science eine Liste der zehn wichtigsten wissenschaftlichen Durchbrüche des Jahres. Darunter wurde Chinas Entwicklung mehrjähriger Reissorten für die Liste ausgewählt.

Foto: Mehrjähriger Reis kann Landwirten jedes Jahr wochenlange harte Arbeit ersparen.

Im November 2022 veröffentlichte das Team von Hu Fengyi von der Yunnan-Universität in China in Zusammenarbeit mit relevanten Teams im In- und Ausland eine Forschungsarbeit mit dem Titel „Nachhaltige Produktivität und Produktionspotenzial von mehrjährigem Reis“ in der international renommierten Fachzeitschrift Nature Sustainability und veröffentlichte gleichzeitig einen Forschungsbericht mit dem Titel „Transformation von mehrjährigem Reis fördert nachhaltige Landwirtschaft“.

Der Perennial Rice 23 (PR23) des Teams kann nach einmaliger Aussaat 3–4 Jahre lang ohne Bodenbearbeitung geerntet werden . Das bedeutet, dass ab der zweiten Saison kein Saatgutkauf, keine Setzlingsaufzucht, kein Pflügen und Umpflanzen und keine anderen Produktionsschritte mehr nötig sind. Es sind nur zwei Produktionsschritte erforderlich, nämlich Feldbewirtschaftung und Ernte, was Produktionskosten spart und den Arbeitsaufwand reduziert. Dies ist ein Meilenstein auf dem Gebiet des Anbaus mehrjähriger Nahrungspflanzen auf der Grundlage interspezifischer Hybridisierung.

Die jährliche Durchbruchsliste umfasst außerdem:

Das James Webb-Weltraumteleskop (JWST) wurde erfolgreich gestartet;

Entdeckung einer riesigen Mikrobe, die fast 5.000 Mal größer ist als viele Bakterienzellen;

Neue Erkenntnisse darüber, wie der Schwarze Tod die Genetik der Europäer veränderte;

Rekonstruierte uralte Ökosysteme aus 2 Millionen Jahre alter Umwelt-DNA, die im Permafrost Grönlands konserviert wurde;

Fortschritte bei Impfstoffen gegen das Respiratorische Synzytialvirus;

Die NASA hat die DART-Satellitenmission erfolgreich umgesetzt;

Verabschiedung eines wegweisenden Klimagesetzes;

die rasante Entwicklung kreativer künstlicher Intelligenz;

Identifizieren Sie Viren, die Multiple Sklerose verursachen können. Quelle: Science and Technology Daily

Nature veröffentlicht die „Top Ten Scientists of 2022“

Kürzlich hat das renommierte Wissenschaftsjournal Nature die Liste der zehn bedeutendsten Persönlichkeiten des Jahres 2022 (Nature’s 10) bekannt gegeben.

Die Top-10-Liste dieses Jahres enthält einige Namen, die eng mit der Entwicklung des Klimawandels und anderer globaler Krisen verbunden sind. UN-Generalsekretär António Guterres hat die Länder dazu aufgerufen, energisch auf Krisen wie den Klimawandel zu reagieren. Saleemul Huq, Direktor des Internationalen Zentrums für Klimawandel und Entwicklung in Dhaka, Bangladesch, trug dazu bei, dass sich die reichen Länder bei den internationalen Klimagesprächen im vergangenen Monat dazu verpflichteten, die durch den Klimawandel verursachten „Verluste und Schäden“ zu tragen.

Darüber hinaus hat Nature mehrere Personen ausgewählt, die herausragende Beiträge zu globalen Fragen der öffentlichen Gesundheit geleistet haben. Während die COVID-19-Pandemie in ihr drittes Jahr geht, hat Yunlong Cao, ein Genomforscher an der Peking-Universität, dazu beigetragen, die Entwicklung des Coronavirus zu verfolgen und einige der Mutationen vorherzusagen, die zu neuen Varianten geführt haben. Lisa McCorkell ist eine Forscherin, die an „Long COVID“ litt. Als Gründungsmitglied der Patient-Led Research Collaborative hat sie dazu beigetragen, das öffentliche Bewusstsein für die Krankheit zu schärfen und Forschungsgelder zu sammeln. Dimie Ogoina ist Arzt für Infektionskrankheiten an der Niger Delta University in Nigeria. Seine Arbeit über Infektionskrankheiten durch Affenpocken in Nigeria hat wichtige Informationen zur Bekämpfung des Ausbruchs der Affenpocken geliefert.

Muhammad Mohiuddin, ein Chirurg an der University of Maryland, Baltimore County, leitete ein Team, das die erste Transplantation eines genetisch veränderten Schweineherzens an einen Menschen durchführte. Jane Rigby, eine Astronomin am Goddard Space Flight Center der NASA, spielte eine Schlüsselrolle bei der Mission des Webb-Weltraumteleskops, das in den Weltraum vordrang und normal funktionierte, wodurch die Fähigkeit der Menschheit, das Universum zu erforschen, auf eine neue Ebene gehoben wurde.

Originallink:

https://www.nature.com/immersive/d41586-022-04185-3/index.html

Warum verschlimmert eine stärkereiche Ernährung die nichtalkoholische Fettlebererkrankung?

Bei der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung handelt es sich um eine Erkrankung mit gestörtem Fettstoffwechsel der Leber, die durch eine massive Ansammlung von Lipiden in der Leber gekennzeichnet ist . Die derzeitige weltweite Prävalenzrate liegt bei über 25 % und in einigen Teilen Chinas beträgt sie sogar 30 %. Sie stellt eine große Bedrohung für das Leben und die Gesundheit der Menschen dar und belastet die Sozialwirtschaft erheblich.

Kürzlich hat die Forschungsgruppe von Wang Zhao an der Fakultät für Pharmazie der Universität Tsinghua erstmals systematisch die Wirkung einer stärkehaltigen Ernährung auf die nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) nachgewiesen und festgestellt, dass eine stärkehaltige Ernährung die Verschlechterung der NAFLD dadurch vermittelt, dass sie eine hohe Expression von NOX2 vermittelt und den Fettsäuretransport auf einzigartige metabolische Weise steigert.

Diese Studie ist die erste, die systematisch auf Mäuseebene untersucht und zu dem Schluss kommt, dass eine langfristige, stärkereiche Ernährung das Auftreten einer nicht-spermatozoischen Fettleber vermittelt und deren Verschlechterung weiter fördert. Mechanistisch wurde NOX2 als spezifischer Regulator dieses Prozesses aufgeklärt, der durch die Erhöhung des Fettsäuretransports eine weitere Verschlechterung der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung vermittelt und die einzigartigen Stoffwechseleigenschaften stärkehaltiger Kohlenhydrate aufdeckt, die sich von freien Zuckern unterscheiden.

Darüber hinaus erläutert diese Studie systematisch die Auswirkungen von Stärke, einem wichtigen Nährstoff, auf die Physiologie und Pathologie des Körpers und seinen Stoffwechselmechanismus, liefert neue Ideen für präzise Ernährungsmaßnahmen zur Verbesserung der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung und bietet wissenschaftliche Ernährungsberatung und -referenzen für NAFLD-Patienten.

Quelle: Tsinghua-Universität

Link zum Artikel:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213453022002452

Benutzen Sie Ihr Mobiltelefon oft, um Ihre Kinder zu beruhigen? Erfahren Sie mehr über diese Folgen

Die Verwendung elektronischer Geräte zur Beruhigung von Kindern mag wie ein harmloses, vorübergehendes Mittel zum Stressabbau in der Familie erscheinen, wird sie jedoch zu einer regelmäßigen Beruhigungsstrategie, kann sie langfristige Folgen für die Kinder haben.

Eine kürzlich im Journal of the American Medical Association-Pediatrics veröffentlichte Studie ergab, dass die häufige Verwendung elektronischer Geräte wie Smartphones und Tablets zur Beruhigung von Kindern im Alter von 3 bis 5 Jahren zu einer Zunahme emotionaler Störungen bei Kindern, insbesondere Jungen, führt.

Der Zusammenhang zwischen der Beruhigung durch elektronische Geräte und emotionalen Folgen war bei Kindern besonders hoch und bei Jungen besonders deutlich . Diese Kinder können unter Hyperaktivität, Impulsivität und Wutanfällen leiden, wodurch sie eher zu heftigen Reaktionen auf Emotionen wie Wut, Frustration und Traurigkeit neigen.

„Besonders in der frühen Kindheit können diese Geräte die Unabhängigkeit und Selbstregulierung der Kinder behindern “, sagte die Hauptautorin Jenny Radesky, eine Entwicklungs- und Verhaltenspädiaterin am Mott Children’s Hospital der University of Michigan.

Sie wies darauf hin, dass die Zeit vom Vorschul- zum Kindergartenalter eine besondere Entwicklungsphase sei, in der Kinder eher zu schwierigem Verhalten wie Wutanfällen, Trotz und starken Emotionen neigten. Dies kann dazu führen, dass sich viele Eltern für elektronische Geräte als Erziehungsstrategie entscheiden. Doch je häufiger elektronische Geräte genutzt werden, desto weniger Möglichkeiten haben Kinder und ihre Eltern, andere Bewältigungsstrategien anzuwenden.

Radesky meint, dass es viele andere Beruhigungsmethoden gibt, die dabei helfen können, die Fähigkeit zur Emotionsregulation aufzubauen. Zu den sensorischen Fähigkeiten zählen beispielsweise Schaukeln, Kuscheln, Trampolinspringen sowie Musikhören oder Lesen. Wenn Sie bemerken, dass Ihr Kind zappelt, können Sie diese Energie in körperliche Bewegung umwandeln.

Quelle: China Science Daily

Link zum Artikel:

https://jamanetwork.com/journals/jamapediatrics/article-abstract/2799042

Wissenschaftler enthüllen den Mechanismus hinter dem Anstieg der atmosphärischen Methankonzentration im Jahr 2020

Methan ist ein wichtiges Treibhausgas. In den vergangenen 15 Jahren hat die Methankonzentration in der Atmosphäre einen beschleunigten Wachstumstrend gezeigt und im Jahr 2020 sogar den höchsten Wert seit Stationsbeobachtungen im Jahr 1984 erreicht. Sollte die atmosphärische Methankonzentration in Zukunft weiterhin so schnell ansteigen, wird dies eine große Herausforderung für die Emissionsreduzierung und die Erreichung der Temperaturkontrollziele des Pariser Abkommens darstellen.

Das Forscherteam um Peng Shushi vom Institut für Stadt- und Umweltstudien der Peking-Universität arbeitete mit einer Reihe in- und ausländischer Forschungseinrichtungen zusammen, um die Gründe für den Anstieg der atmosphärischen Methankonzentrationen im Jahr 2020 zu erforschen. Dabei stützte es sich auf Daten aus mehreren Quellen, wie Beobachtungen der atmosphärischen Methankonzentration, Energie- und Agrarinventardaten, Meteorologie und Fernerkundung. Dabei kamen Modelle für Feuchtgebietsprozesse, atmosphärische chemische Transportmodelle und atmosphärische Inversionsmodelle zum Einsatz, kombiniert mit Bewertungsmethoden für Treibhausgasquellen und -senken.

Die Studie ergab, dass die Hälfte des beschleunigten Anstiegs der atmosphärischen Methankonzentrationen im Jahr 2020 auf einen Anstieg der natürlichen Emissionen zurückzuführen ist, die vor allem von Feuchtgebieten ausgehen, und die andere Hälfte auf einen Rückgang der Konzentration von OH-Radikalen in der Troposphäre. Diese Studie liefert neue Erkenntnisse zum Verständnis des globalen Methanhaushalts, zeigt, dass Methanemissionen aus Feuchtgebieten bei der Erreichung der globalen Temperaturkontrollziele nicht ignoriert werden können, und erkennt an, dass künftige Pläne zur Reduzierung der Methanemissionen gleichzeitig Änderungen in der Lebensdauer von Methan in der Atmosphäre berücksichtigen müssen, die durch Änderungen der Emissionstrends anthropogener Schadstoffe wie Stickoxide verursacht werden. Damit wird eine wissenschaftliche Grundlage für die Erreichung der Ziele des Pariser Abkommens und der globalen Verpflichtungen zur Reduzierung der Methanemissionen geschaffen.

Quelle: Peking-Universität

Link zum Artikel:

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05447-w

Wissenschaftler erfinden neues Gewebe für das Wärmemanagement des menschlichen Körpers

Die Aufrechterhaltung einer angenehmen Stoffwechseltemperatur ist für die Aufrechterhaltung grundlegender physiologischer Funktionen des menschlichen Körpers von entscheidender Bedeutung. Im Freien verbraucht ein stillstehender Erwachsener etwa 50 % seiner Wärme durch Infrarotstrahlung, und herkömmliche Textilmaterialien wie Baumwolle und Polyester weisen eine hohe Infrarot-Emissivität (~90 %) auf, was zu erheblichen Strahlungswärmeverlusten führt. Daher können diese Mängel durch die Bearbeitung der Stoffoberfläche zur Erzielung eines Wärmemanagements für den menschlichen Körper ausgeglichen werden.

Die derzeit gemeldeten Wärmemanagement-Stoffe weisen eine suboptimale Absorptionsfähigkeit auf und können den menschlichen Körper bei kaltem Wetter nicht wirksam wärmen. Darüber hinaus verliert die vorhandene selektive Absorptionsbeschichtungstechnologie aufgrund der hohen Rauheit die spektrale Selektivität auf der Oberfläche gewöhnlicher Baumwollstoffe. Daher ist es von großer Bedeutung, Stoffe zur Wärmeregulierung mit Nullenergie zu untersuchen.

Kürzlich haben Gao Xianghu, Liu Gang und andere Forscher vom Labor für Chemie und Materialien für saubere Energie des Lanzhou-Instituts für Chemische Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften durch Magnetronsputtern einen mehrschichtigen Film auf Basis von Nitrid mit hoher Entropie (ZrNbMo-Al-N) auf der Oberfläche eines gewöhnlichen Baumwolltuchs hergestellt und so ein Gewebe zur Wärmeregulierung des menschlichen Körpers mit hoher spektraler Selektivität geschaffen.

Durch die Erstellung eines stationären Wärmeübertragungsmodells fanden die Forscher heraus, dass die hohe Absorptionsfähigkeit und geringe Emissivität von Textilien zur Isolierung des menschlichen Körpers in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen beitragen. Insbesondere durch die Optimierung des Absorptionsvermögens lässt sich die Isolationsleistung bei Außenbeleuchtungen effektiv steigern.

Darauf aufbauend optimierten die Forscher die optischen Eigenschaften von Mehrschichtfilmen, indem sie theoretische Berechnungen mit experimenteller Überprüfung kombinierten. Die optimierte selektive Absorptionsbeschichtung erreichte eine hohe Absorptionsfähigkeit von 92,8 % und eine niedrige Emissivität von 39,2 % auf metallischem, aluminiummodifiziertem Baumwollgewebe mit ausgezeichneter photothermischer Umwandlungseffizienz, was gegenüber den berichteten Solarheizgeweben offensichtliche Vorteile bietet. Die Forscher überprüften experimentell die Heizfähigkeit des Stoffes. Aufgrund der geringeren Emissivität des Gewebes kann die Solltemperatur der Raumklimaanlage um 3,5 °C gesenkt und so der Energieverbrauch reduziert werden.

Quelle: Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Link zum Artikel:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202204817

Wissenschaftler erzielen neue Fortschritte bei Video-Angriffen

Tiefe neuronale Netzwerke sind anfällig für feindliche Angriffe, die durch die Überlagerung sehr kleiner Störungen auf Bildern oder Videos zu Fehlklassifizierungen führen können. Die Erforschung feindlicher Angriffe auf Videoklassifizierungssysteme wird dazu beitragen, die Schwachstellen von Klassifizierungsmodellen aufzudecken und eine wichtige Grundlage für die Verbesserung der Modellrobustheit zu bilden.

Die aktuellen Methoden für feindliche Angriffe in der Wissenschaft berücksichtigen alle normbeschränkten Störungen, was eine große Anzahl von Abfragen erfordert und während des Angriffs zu enormen Rechenkosten führt. Die generierten Adversarial Samples können zudem durch Methoden wie Denoising oder Adversarial Training wirksam abgewehrt werden. Es gibt kaum Forschung zu Methoden zur Verbesserung der Abfrageeffizienz und der Abwehrfähigkeiten.

Zu diesem Zweck schlug das Team von Associate Professor Xiao Xi von der Shenzhen International Graduate School der Tsinghua-Universität eine Black-Box-Video-Angriffsmethode (StyleFool) auf Basis von Stilübertragung vor, um Videoklassifizierungssysteme anzugreifen. Diese Methode verwendet semantisch invariante, uneingeschränkte Störungen mit dem Ziel, gegnerischen Störungen keine Normbeschränkungen aufzuerlegen, ohne die semantischen Informationen des Videos zu ändern.

Abbildung ｜StyleFool-Angriffsdiagramm

Im Vergleich zu ähnlichen Methoden kann StyleFool die Erfolgsquote von Angriffen deutlich verbessern und die Anzahl der Abfragen reduzieren. Gleichzeitig können die generierten gegnerischen Samples im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit beim Widerstand gegen Video-Abwehrmethoden erweiterte Video-Abwehrmethoden problemlos umgehen, da StyleFool die Konsistenzbeschränkungen zwischen dem vorherigen und dem nächsten Frame sowie die semantisch invarianten unbegrenzten Störungen berücksichtigt.

StyleFool erzeugt unbegrenzte Störungen, ohne semantische Informationen zu verändern, und löst sich so von den Beschränkungen traditioneller, normbeschränkter Angriffe. Es ist den bestehenden feindlichen Angriffsmethoden hinsichtlich Angriffs- und Verteidigungsleistung überlegen und reduziert die Angriffskosten erheblich. Es handelt sich um einen großen Durchbruch in Richtung nicht-semantischer gegnerischer Angriffe.

Quelle: Tsinghua University Shenzhen International Graduate School

Link zum Artikel:

https://arxiv.org/abs/2203.16000

American-Football-Spieler können an mehreren chronischen „Berufskrankheiten“ leiden

Kürzlich hat ein Team der Harvard T.H. Chan School of Public Health, Harvard Medical School und ihre Mitarbeiter stellten fest, dass American-Football-Spieler im Vergleich zur Gesamtbevölkerung mit ähnlichen demografischen Merkmalen dazu neigen, altersbedingte Krankheiten wie Bluthochdruck und Diabetes früher zu entwickeln, und dass sich ihre gesunde Lebenserwartung in schweren Fällen um fast zehn Jahre verkürzen kann.

Die Studie basiert auf einer Nachbefragung von fast 3.000 ehemaligen American-Football-Spielern, der bislang größten Datenstichprobe ehemaliger professioneller American-Football-Spieler. Das Forschungsteam sagte, dass die körperliche Verfassung ehemaliger Fußballspieler eine wichtige richtungsweisende Bedeutung für die Beziehung zwischen Fußball und Gesundheit habe.

Dieser Befund legt jedoch nicht die Ursache für den vorzeitigen Ausbruch chronischer Krankheiten bei American-Football-Spielern fest, zeigt jedoch den Zusammenhang zwischen diesen Spielern und dem Ausbruch chronischer Krankheiten auf, der für die zukünftige Forschung zur zell- und organspezifischen Pathophysiologie von potenziellem Wert ist.

Link zum Artikel:

https://bjsm.bmj.com/content/early/2022/12/12/bjsports-2022-106021