淘宝网矿盐热疗微波炉加热与矿盐热疗使用方法

2024-03-05 08:11:11
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操纵分子的更多方法正在给我们带来进步,包括从空气中吸收温室气体,到发明可无限次回收的塑料,甚至制造生命。


制造仿生叶子


人类的活动离不开能源,但燃烧化石燃料会释放出温室气体,使气候变暖。这足以让我们羡慕植物,它们的光合作用使用太阳能,而且还消耗二氧化碳。如果我们能够大规模地模仿这种技巧就好了。


不幸的是,光合作用很难模仿。它涉及许多过程,包括捕捉太阳光,分解水以产生氢,并将氢与来自空气中的二氧化碳结合,最终生产出碳水化合物。在自然界,这些工作是由经过数亿年进化的酶来完成的;即便这样,光合作用的效率仍然不到1%。


10年前,美国哈佛大学的化学家丹尼尔·诺切拉向前迈出了一大步,他开发了一种基于镍和钴的催化剂,可以在太阳光下将水分解。然而,这只实现了光合作用的一小步,此后一直没有进展。


后来人们意识到,与其从头到尾模仿光合作用,不如去制造仿生叶。这种叶子通常由能有效吸收太阳光的材料制成,里面含有擅长将燃料分子结合在一起的酶蛋白。英国剑桥大学的一个团队最近使用一种叫做钙钛矿的材料来收集太阳光,并将其与甲酸脱氢酶结合。这样的仿生叶能生产甲酸盐(一种可用于燃料电池的化学物质),其效率几乎与自然界的光合作用效率相当。


诺切拉也采用了类似的方法。2016年,他发明了一个装置,其中用催化剂在太阳光下把水分解成氢离子和电子,并将这些氢离子和电子输送给生物工程菌;再由生物工程菌将空气中的二氧化碳转化为生物质燃料,其效率几乎达到11%——比自然界的光合作用效率高了10多倍。

仿生叶子


这个挑战在技术上或多或少已经解决了,当前的问题是,大家都缺少意愿付诸实践。对于发达国家来说,使用任何生物质燃料都要产生碳排放,不够环保;对于发展中国家来说,这样制造出的生物质燃料成本高,不如直接使用化石燃料。


建造分子机器


在历史上,把像活塞和齿轮这样的简单机械结合起来,制造出的可代替人力的机器(如蒸汽机),引发了工业革命。当今,化学家正在研制的以原子为部件的分子机器,同样具有革命性。


简单的分子机器已经在20年前就研制出来了,包括可以沿轴移动的分子轮子。这项工作的三位先驱还获得了2016年的诺贝尔奖。


更多的分子机器正在制造和测试中。譬如,几年前美国莱斯大学的科学家发明了一种可以在细胞膜上开孔,让药物输进细胞的分子机器。

分子机器


分子机器的潜力是巨大的,毕竟生物体上的很多细胞器本身就可以视作分子机器。例如,核糖体就可视为组装蛋白质的分子机器,它将氨基酸分子组装成各种蛋白。


2021年,英国曼彻斯特大学的科学家研制出一种人工版的核糖体。它的主体是一个环形分子,有一条“臂”,当它在轨道上移动时,能拾取所遇的碎片并将它们连接起来。目前,它能制造含10个氨基酸的多肽链(由多个氨基酸连接而成的链)。


就目前而言,人工版的核糖体还无法超越自然界的核糖体,但其潜力是惊人的。要知道,自然界只存在大约20种氨基酸,自然界的核糖体只能用这20种氨基酸来组装蛋白,人工版的核糖体则不受这个限制,可以组装任何自然界不存在的氨基酸或其他分子。所以,这种分子机器将来能为我们制造出很多连大自然也自叹不如的新型材料。


吸取空气中的甲烷


我们通常将全球气候变暖归咎于二氧化碳,但还有另一种温室气体:甲烷。虽然排放到大气中的甲烷比二氧化碳少得多,但甲烷的温室效应比同体积的二氧化碳要强20多倍。此外,甲烷还会与工厂、汽车排放的废气反应,生成有毒气体。


清除空气中的甲烷,将有助于阻止气温上升。据估计,从大气中清除每10亿吨甲烷,地表温度就会降低大约0.2℃。


从空气中捕获二氧化碳的技术已经存在多年了,但捕获甲烷却不容易,因为二氧化碳易溶于水,而甲烷几乎不溶于水。


虽然空气中的甲烷是不稳定的,迟早会转化为二氧化碳,但人们还是想方设法减少甲烷的排放。一个解决方案是不去捕获甲烷,而是通过化学方法将其转化为二氧化碳,毕竟二氧化碳的温室效应要比甲烷的小得多。目前美国大多数州已经在使用这个想法来解决垃圾填埋场中的甲烷泄漏问题。他们使用微生物,将甲烷转化为二氧化碳。


另外,还可以采用沸石。沸石中充满极细的小孔,可以吸收甲烷,然后通过催化反应,将其转化为甲醇。这项技术虽然目前还不成熟,但有很大的前景。


寻找锂电池的替代品


要我们停止燃烧化石燃料,关键是能从风力和太阳能之类的可再生能源中获得电力。但是,这些能源都受限于自然条件,无法在任何时候都为我们提供电力。这就需要电池来储存电力。

现在用得最多的是锂电池,但地球上锂资源有限。为此,化学家想另辟蹊径。


我们知道,锂在电池中的作用是将电荷从一个电极带到另一个电极。锂离子非常小,这意味着锂电池能做到既容量高,又小而轻。但也有其他竞争者可扮演电荷携带者的角色。一个是钠,它具有与锂相同的+1电荷,只是体积稍大。钠在海水中几乎取之不尽,而且很容易获得。钠电池要想达到与锂电池同样的容量,必须做得更大,这当然是一个缺点,但可以在不需要便携的条件下应用,如储存太阳能产生的电力。


另外,在锂电池中,电极是用钴做的。这是电池的关键部件。但钴在地球上的资源也很有限,所以我们需要设计不使用钴的新电池。这涉及到尝试大量的材料组合,以便找到高容量的替代品。这是一个非常耗时的过程。英国谢菲尔德大学的科学家一直在试验一种在微波炉中制作电极的方法,这个过程只需20分钟,比通常的方法要快得多。我们相信,这种替代品有可能不久就可以面市。


制造可无限次回收的塑料


塑料是聚合物,是由强大的化学键连接而成的分子长链。撕开这些化学键,将其复原到小分子,往往是一个棘手的化学问题。这就是为什么它们难以降解或回收的原因。


在处理塑料方面,我们已经有一个小小的成功。通常被用来制造塑料瓶的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),我们可以简单地将其切碎并重新塑造成新的瓶子。这个过程甚至都不需要化学。


但对于大多数塑料来说,处理起来就是个难题了。以聚氯乙烯(PVC)为例,没有已知的方法来回收它,即使将它高温分解,最终得到的也是一种叫氯乙烯的有毒化合物。


在塑料回收的工作中,化学家的一项任务是设计新的反应,将塑料分解成可以重新使用的分子。美国加州大学的科学家最近在回收聚烯烃类塑料方面取得了成功。他们开发了一种技术,使用催化剂将这些塑料分解成更小的分子,这些较小的分子可做为洗涤剂或油漆的原料。


我们还需要设计更容易降解或回收的塑料。一个例子是美国加州大学的科学家发明的一种塑料。他们在塑料中添加了微小的含酶胶囊。当塑料的使用寿命到期时,只需要将它在温水中浸泡一周。酶就会被释放出,将塑料分解成小分子。


化学合成自动化


也许现代化学中最单调的工作是化学合成。这是一种将简单分子拼接在一起以制造一些复杂分子的工艺。许多药物就是通过这种办法研制出来的。合成化学家往往要在实验室里成年累月地进行混合、搅拌和提纯,然后还要测试大量新分子的特性。


然而,他们开始考虑,这些工作可交给机器人来完成。为此,英国利物浦大学的科学家已经建造了一个机器人化学家,用它来制造可作为催化剂的分子,然后还能自动测试每个潜在催化剂的性能。


科技巨头IBM也在进行自动化的实验。它用包含300万个化学反应的数据库来训练机器人。


一个更雄心勃勃的计划是,把化学自动化到任何人都可以做的程度。譬如,输入化学配方,就能以手头常见的化学物质为起点,制造出复杂的分子来。这在太空旅行或者殖民外星球的时候可以提供极大的方便。


制造人工生命


地球是如何从一个荒芜一毛的岩石质星球变成一个郁郁葱葱的生物世界的?


20世纪50年代,美国化学家斯坦利·米勒将一些无机物混和,放在一个密封的罐子里,模拟早期地球的环境条件,制造出了氨基酸分子。这表明,像氨基酸这种构成生命的关键成分,是可以自发形成的。这虽是一个很大的进步,但仍然没有告诉我们能自我复制的简单生命是如何形成的。

机器人化学家有助于加快化学合成


这就是为什么化学家对“如何通过化学反应将无生命的化学物质变成最简单的生命”感兴趣的原因。这有数十亿种发生方式。因此,英国格拉斯哥大学的李·克罗宁正在采用机器人来帮助调查。他和他的团队将一些简单的物质(如酸、无机矿物和含碳的无机物)放一起,进行随机反应,然后由一个算法帮助机器人对结果进行分析。通过这种方式,机器人可以在海量的结果中寻找,看看是否有任何能自我复制的生命出现。


在地球上重现生命的起源,可以帮助我们更好地识别其他星球上的生命迹象。


五一假期来临,不少人趁着小长假带着家人一起出游,出门在外多有不便,医生建议随身准备一个小药箱以备不时之需。

科普专家:

首都医科大学附属北京世纪坛医院药学部副主任药师 谢铮铮

应对“二阳”:解热药、滴眼液

近期“二阳”话题冲上热搜,谨防“二阳”,首先要做好相应防护,如佩戴好口罩,勤洗手。旅途中,洗手可能不太方便,可以随身携带小瓶的消毒凝胶,便于常消毒。

发热是新冠感染最常见症状之一,因此,解热药是小药箱中必备的。解热药又称为解热、镇痛、抗炎药,如常见的有布洛芬、对乙酰氨基酚。带孩子出行的家庭,还应随身携带儿童剂型的解热镇痛药,如美林(布洛芬混悬液),乘坐飞机可以携带100ml/瓶。

根据国外经验,目前流行的XBB.1.16毒株常会引起腹泻或结膜炎症状。可携带治疗腹泻的药物如蒙脱石散、黄连素;以及缓解结膜炎症状的非处方药,玻璃酸钠滴眼液、聚乙烯醇滴眼液等具有润滑作用,可缓解结膜炎干涩、疼痛、眼痒的症状。

以上这些药品不仅可以用于新冠相关症状,也可用于旅途中易出现的其他各类疾病。如布洛芬、对乙酰氨基酚可用于旅途中各种肌肉关节疼痛,头疼;蒙脱石散、黄连素可以用于各类腹泻;玻璃酸钠滴眼液、聚乙烯醇滴眼液可以用于长途驾驶中出现的眼部疲劳与干涩。

肠胃不适:中和胃酸、保护胃黏膜、促进胃动力类药物

胃部容易出现不适的人群,可以选择携带中和胃酸、保护胃黏膜、促进胃动力三类药物。

中和胃酸类药:奥美拉唑肠溶胶囊、铝碳酸镁咀嚼片。奥美拉唑能抑制胃酸分泌,减少烧心、胃食管返流的症状。铝碳酸镁咀嚼片嚼服后可发挥明显抗酸作用,同时保护胃黏膜,胃部不适时服用迅速缓解症状。

胃黏膜保护剂:胶体果胶铋胶囊、枸橼酸铋钾胶囊等含有金属铋剂的药物。这类药物口服后可在胃黏膜上形成保护性薄膜,缓解胃痛、烧心、返酸等症状。

促进胃动力药:枸橼酸莫沙必利片,用于消化不良造成的上腹胀痛、烧心、恶心等症状。

以上三类药物孕妇、哺乳期妇女及儿童均不宜服用,特别是胶体果胶铋、枸橼酸铋钾孕妇及哺乳期妇女禁用。

水土不服:口服补液盐III、蒙脱石散、黄连素

水土不服,在医学上也有一个专有名词即“旅行者腹泻”,指在旅行期间或旅行后,每天有3次或3次以上未成形粪,或未成形粪次数不定但伴有发热、腹痛或呕吐。对于旅行者腹泻建议准备三种药物:口服补液盐III、蒙脱石散、黄连素。

出现旅行者腹泻,首先要防止腹泻脱水。腹泻时人体的水和电解质会随大便排出,易造成脱水及电解质紊乱。可口服补液盐,用于纠正腹泻脱水引起的水、电解质紊乱。口服补液盐通常有I、II、III三种制剂,建议准备口服补液盐III,相较于I、II,口服补液盐III属于低钠、低葡萄糖、低渗透压配方的口服补液盐,避免了配方I、II的高渗透压以及咸苦的口感。不仅补液更迅速,还有减少腹泻次数、缩短腹泻时间、减少腹泻量的作用。

蒙脱石散:用于成人急、慢性腹泻,儿童急性腹泻。蒙脱石是一种天然黏土矿物,本身不会被肠道吸收,对黏膜有很强的覆盖能力,一包3克的蒙脱石散,即可覆盖整个胃肠壁,并且能维持作用6小时以上。蒙脱石能强烈吸附、固定、抑制消化道中致病菌及其产生的毒素,提高肠道黏膜防御功能。

黄连素:即盐酸小檗碱,为植物性抗感染药,有较强的抗菌活性,清热燥湿,行气止痛,止痢止泻;可用于成人及儿童胃肠感染、痢疾等。妊娠期在前3个月的妇女慎用。

应对晕车:茶苯海明片、地芬尼多、东莨菪碱贴剂

建议准备“乘晕宁”-茶苯海明片,其具有抗组胺作用,抑制血管渗出,减轻组织水肿,镇静和镇吐。盐酸地芬尼多改善椎底动脉供血,调节前庭系统功能,抑制呕吐中枢。以上两种药物,应在乘车、乘机、乘船前30分钟服用。

也可以选含东莨菪碱的外用贴膏,于乘车、船、机前至少4小时,贴于耳后。或者带一些切好的生姜薄片,在出发乘车时口含,生姜有温中止呕的作用,对晕车引起的恶心、呕吐有一定效果。

茶苯海明、地芬尼多及东莨菪碱贴剂均可引起头晕、嗜睡、幻视、定向力障碍等影响驾驶能力的不良反应,因此驾驶员禁用。有些驾驶员开车时不晕车,乘坐时会晕车,服用了晕车药,当天就不要再开车了。茶苯海明孕妇及新生儿禁用;地芬尼多孕妇及青光眼患者慎用;东莨菪碱贴剂儿童、妊娠、哺乳期妇女禁用。

过敏族:氯雷他定、依巴斯汀

应对过敏建议备用第二代抗组胺药,如氯雷他定(开瑞坦)、依巴斯汀等,这两种药物可用于缓解过敏性鼻炎、皮肤瘙痒、慢性荨麻疹、过敏性结膜炎的症状。相较于第一代抗组胺药马来酸氯苯那敏,苯海拉明等,其引起嗜睡、头晕的副作用相对较小。但如果是自驾,服用氯雷他定或依巴斯汀后仍需关注自身警觉性及注意力变化,注意驾驶安全。此外,还可配合使用非特异性抗过敏药,如碳酸钙片、维生素C等。

妊娠、哺乳期妇女慎用以上两种抗组胺药,有心脏病的患者以及正在服用抗真菌药或红霉素等大环内酯类抗生素的患者慎用依巴斯汀。

感冒发烧:感冒复方制剂、儿童剂型解热药

应对感冒发烧,除了通用新冠感染的解热药外,还可根据症状选择合适的感冒复方制剂,如氨酚伪麻美芬片II/氨麻苯美片(白加黑、日夜百服宁),这类药物的日片中含有对乙酰氨基酚用于退热、伪麻黄碱可收缩鼻黏膜血管,减少鼻塞、流涕,右美沙芬为中枢性镇咳药,减少感冒引起的咳嗽。夜片或黑片中还增加了氯苯那敏(扑尔敏),缓解感冒引起的打喷嚏等,同时促进睡眠。

家中有孩子,则应选择儿童剂型的解热药,如美林(布洛芬混悬液)、泰诺林(对乙酰氨基酚混悬滴剂)。这类药物在剂量上适合儿童,剂型上便于儿童服用,带有刻度的滴管可配合不同年龄段和体重的儿童调整剂量。

感冒药要按说明书中的剂量服药,过量使用,会对人体造成伤害。如对乙酰氨基酚每日限定剂量为2g,即白加黑(白片或黑片均含325mg对乙酰氨基酚)每日服用不能超过六片,泰诺林(每片含对乙酰氨基酚0.5g)每日服用不能超过4片。感冒药中含有的麻黄碱有收缩血管的作用,心脏病、高血压、甲状腺疾病、糖尿病、前列腺肥大患者等特殊人群应当慎用。妊娠、哺乳期妇女及老年人均应慎用感冒药,驾驶员应当避免服用黑片等含有抗过敏成分、易造成嗜睡的感冒药。

意外伤:消毒药物,抗感染及缓解疼痛外用药

旅途中难免会磕磕碰碰、扭伤,建议准备消毒药物、抗感染外用药,以及缓解疼痛和炎症的外用药物。

较浅的伤口自行处理,准备消毒药,如酒精、碘酊对伤口进行清洗,随身携带酒精喷剂,便于随时手消,还可用于伤口消毒,清理。用碘酊和棉签局部涂抹,消毒效果更好。消毒后配合使用创可贴进行简单包扎,伤口较深建议立即就医。

抗感染药物外用药:外伤部位经过消毒后,仍有红肿热痛等感染迹象,选用非处方药莫匹星软膏(百多邦),其为局部外用抗生素,用于不超过10cmx10cm面积的浅表性创伤合并感染的继发皮肤感染。

应对扭伤准备缓解疼痛和炎症的外用药物。各种扭伤后早期会产生剧烈肿胀或者疼痛,这时最好的办法是立即冰敷,使用冰袋或冰冻矿泉水瓶,在外面包裹毛巾,局部冷敷,注意扭伤48小时后才可进行热敷。冷敷期间使用双氯芬酸二乙胺乳胶剂(扶他林)或云南白药气雾剂外用进行止痛、消炎。双氯芬酸乳胶剂为外用非甾体抗炎药,具有抗炎镇痛的作用,云南白药喷雾剂则活血散瘀、消肿止痛。

慢病患者:带够足量药品,做好保存

高血压、糖尿病等慢性病患者,应按旅行天数准备好所需药品量,并做好保存工作。大部分药品需阴凉处保存,即20℃以下避光保存,或室温保存即25℃以下。自驾或乘车旅游,车辆经日光暴晒,车内温度有可能超过30℃,这样会影响到药品质量,建议不要把药品储存在机动车内,出行时拆掉常用的口服药纸质包装,减少占用体积,将药片装入塑料便携药盒随身携带。

糖尿病患者常用的胰岛素笔,笔芯保存条件为冰箱冷藏室(2℃-8℃)储存,已使用的胰岛素笔芯可于室温(20℃左右,不超过25℃~30℃)保存30天。如携带已经装入胰岛素笔的胰岛素,不要使其超过25℃-30℃。如需携带未开封的胰岛素,建议购买便携式充电胰岛素冰箱,随行李携带,保证胰岛素存储在2℃-8℃条件下。乘坐飞机,应将胰岛素笔及胰岛素随身携带,切不可托运,高空飞机托运箱的气温或降至零度以下,致使胰岛素结冰失效。糖尿病患者还应携带葡萄糖片或方糖块,以应对低血糖的发生。

新京报记者 刘旭

校对 卢茜

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