元素百科为您介绍梯度纳米孪晶强化与硬化研究获新突破。中国科学院金属研究所研究员卢磊课题组和美国布朗大学教授高华健研究组合作，发现增加结构梯度可实现梯度纳米孪晶结构材料强度——加工硬化的协同提高，甚至可超过梯度微观结构中最强的部分。梯度纳米孪晶强化的概念结合了多尺度结构梯度，进一步提高了材料的强度极限，并为发展新一代高强度/延性金属材料提供了新思路。 自然界中梯度结构无处不在。近来，微观结构梯度的概念被越来越多地应用于工程材料中。鉴于其独特的变形机制，梯度结构材料普遍表现出较好的强度、硬度、加工硬化及抗疲劳性能等。但是，如何理解结构梯度对力学性能的影响规律长期以来面临巨大挑战。其原因之一是现有技术很难制备出结构梯度精确可调控的块体材料，如表面加工或机械处理技术所获样品梯度层体积分数及结构梯度均有限，从而严重限制了人们对梯度结构金属内在梯度与力学性能相关性以及其本征变形机制的理解。 卢磊和高华健课题组的科研人员利用直流电解沉积技术，通过调节电解液温度，实现孪晶片层厚度和晶粒尺寸沿样品厚度的梯度变化，获得结构梯度定量可控的纳米孪晶铜材料。随结构梯度增加，梯度纳米孪晶铜强度和加工硬化率同步提高；结构梯度足够大时，梯度材料的强度甚至超过了梯度微观结构中最强的部分。这种独特的强化行为在其它均匀、非均匀微观结构中均未观察到。 科研人员通过微观结构分析与分子动力学计算模拟结合发现，梯度纳米孪晶铜额外的强化和加工硬化归因于梯度结构约束而产生的大量几何必需位错富集束。这些位错富集束在变形初期形成，沿着梯度方向均匀分布在晶粒内部。这种均匀分布的位错束结构，与均匀结构材料中随机分布的统计储存位错结构截然不同，具有超高位错密度的位错富集束变形过程中通过阻碍位错运动、有效抑制晶界应变局域化从而提高梯度纳米孪晶结构的强度和加工硬化。

元素百科为您介绍耐热酶可以产生更多的经济有效的药物。酶是加速细胞内化学反应的分子。人体内有数千种酶，它们发挥着重要的功能，如消化脂肪和将糖分解为葡萄糖。 研究人员密切关注细胞色素P450酶，一种在人体和其他环境中自然存在的酶。这种酶在90%以上的药物代谢中起关键作用。当一种药物被使用时，它通常不会被身体完全消耗掉，剩余的多余部分会变成有毒的。P450的工作是与肝脏中残留的药物结合以确保其安全排泄。 科学家们知道P450还有另一个显著的特点:它可以在极高的温度下保持稳定。在温泉和火山沉积物的细菌中也发现了同样的酶，并被观察到在极端温度下仍能正常工作。 人类P450酶产生的化学反应在温度升高时效率更高。到目前为止，科学家们认为P450的耐热性源于其刚性结构。 通过更好地理解柔韧性和高温之间的关系，科学家们可以设计出针对生物技术应用的改良P450酶，并为人类设计出更好的药物，大量生产并使它们更具有成本效益。 在这项研究中，研究人员从温泉中收集了嗜热细菌——这些细菌在华氏106度至262度之间的温度下生长旺盛——并分离出P450酶。他们让分离的酶接受光谱和中子散射，这两种技术都是基于磁性，以帮助阐明柔韧性和热稳定性之间的联系。 可能有其他的酶在比P450更高的温度下也具有同样的柔韧性，或者通过简单的突变也能变得同样柔韧性。如果是这样，从未来对它们的研究中获得的知识就可以用于针对身体的特定过程、治疗疾病或制造新的化学产品。

元素百科为您介绍细胞冻存的原理以及操作步骤。细胞冻存是细胞保存的主要方法之一。利用冻存技术将细胞置于-196℃液氮中低温保存，可以使细胞暂时脱离生长状态而将其细胞特性保存起来，这样在需要的时候再复苏细胞用于实验。 细胞冻存的原理细胞冻存及复苏的基本原则是慢冻快融，实验证明这样可以最大限度的保存细胞活力。目前细胞冻存多采用甘油或二甲基亚砜作保护剂，这两种物质能提高细胞膜对水的通透性，加上缓慢冷冻可使细胞内的水分渗出细胞外，减少细胞内冰晶的形成，从而减少由于冰晶形成造成的细胞损伤。复苏细胞应采用快速融化的方法，这样可以保证细胞外结晶在很短的时间内即融化，避免由于缓慢融化使水分渗入细胞内形成胞内再结晶对细胞造成损伤。 细胞冻存的操作步骤1.配制含10%DMSO或甘油、10～20%小牛血清的冻存培养液；2.取对数生长期的细胞，去除旧培养液，用PBS清洗。3.去除PBS，加入适量胰蛋白酶（覆盖培养皿表面）把单层生长的细胞消化下来；4.离心1000rpm，5min；5.去除胰蛋白酶，加入适量配制好的冻存培养液，用吸管轻轻吹打使细胞均匀，计数，调节冻存液中细胞的最终密度为5×106/ml～1×107/ml；6.将细胞分装入冻存管中，每管1～1.5ml；7.在冻存管上标明细胞的名称，冻存时间及操作者；8.冻存：标准的冻存程序为降温速率-1～-2℃/min；当温度达-25℃以下时，可增至-5℃～-10℃/min；到-100℃时，则可迅速浸入液氮中。也可将装有细胞的冻存管放入-20℃冰箱2h，然后放入-70℃冰箱中过夜，取出冻存管，移入液氮容器内。