1 黑暗中也能傳送數(shù)據(jù)的可見光
美國達(dá)特茅斯學(xué)院(Dartmouth College)的研究人員為可見光通訊(VLC)賦予全新的功能，透過將傳送的數(shù)據(jù)編碼成一種人眼無法察覺但可經(jīng)由光電二極管偵測的超短頻率脈沖，使得可見光也可以在光線暗淡或黑暗的環(huán)境中傳送數(shù)據(jù)。
研究人員的想法是充份地利用可見光，即使是在白天室內(nèi)燈光經(jīng)常關(guān)閉的情況下。此外，依賴可見光的行動用戶很清楚傳送光源至接收機(jī)有多么耗電。因此，研究人員利用現(xiàn)成可用的低成本LED與光電二極管，設(shè)計(jì)出一種新穎的數(shù)據(jù)編碼與LED驅(qū)動機(jī)制。研究人員在此過程中面對各種挑戰(zhàn)，例如他們必須設(shè)計(jì)一款有效的驅(qū)動電路，能以夠快的反應(yīng)速度(僅幾奈秒)實(shí)現(xiàn)最低延遲，并提高低成本光電二極管的增益(改善通訊距離)。
此外，還有一款優(yōu)化的輕量級調(diào)變方案，可在超低功耗LED的工作周期內(nèi)盡可能編碼至最大位數(shù)，同時(shí)，研究人員也開發(fā)出一款穩(wěn)健的解調(diào)方案，能夠可靠地從光脈沖中擷取位。
研究人員將這項(xiàng)人眼不可見的VLC計(jì)劃稱為‘DarkLight’，它可實(shí)現(xiàn)1.6kbps的數(shù)據(jù)率，支持高達(dá)1.8m的通訊距離，而且還可使LED前端功耗從19.8W大幅降低至104mW。而且，研究人員采用的是500ns光脈沖以及僅0.007%的LED工作周期實(shí)現(xiàn)，使得DarkLight LED幾乎和“關(guān)斷”狀態(tài)的LED沒什么分別。
研究人員指出，DarkLight拓展了VLC的適用場景，因?yàn)樗緛碇皇荲LC鏈路可能無縫切換的某種特殊模式。這種模式讓以光為基礎(chǔ)的通訊途徑始終開啟，而無論實(shí)際的光照亮度如何。有趣的是，DarkLight還可根據(jù)環(huán)境光調(diào)整其LED工作周期，使其得以在最大周期下作業(yè)，同時(shí)保持讓人眼無法察覺的亮度。
研究人員還著眼于接收器如何同時(shí)從多個LED發(fā)射的光脈沖中譯碼位，以及根據(jù)每個LED用于編碼數(shù)據(jù)的時(shí)隙組合，在不同的LED中差異化多個同步的位串流。接下來，研究人員希望提高DarkLight的數(shù)據(jù)速率和范圍，進(jìn)一步探索更高階的LED和光電二極管，以便找出DarkLight的最終極限。研究人員甚至考慮更先進(jìn)的驅(qū)動電路設(shè)計(jì)，例如脈沖成形技術(shù)，可用于產(chǎn)生較短但更高的光脈沖。此外，這種新的VLC編碼機(jī)制也適用于IR，為人眼的安全降低IR能量，而這也是研究人員未來要研究的方向之一。
2 植物藍(lán)光反應(yīng)的初始過程被查明
藍(lán)光受體隱花色素控制的生理響應(yīng)
隱花色素藍(lán)光響應(yīng)的控制模式
10月21日，由日本理化學(xué)研究所、美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校、韓國全南大學(xué)等組成的國際共同研究小組宣布，查明了植物藍(lán)光響應(yīng)的初期過程。據(jù)指，植物細(xì)胞核內(nèi)存在的藍(lán)光受體“隱花色素”在接受藍(lán)光后會通過“二聚體化”激活，而BIC1蛋白質(zhì)會阻礙二聚體化，調(diào)節(jié)隱花色素的活性。對植物而言，光不僅是光合作用的能量源，而且還是用來探知周圍光環(huán)境的信息源，使多個光受體不斷得到進(jìn)化。其中，隱花色素就是一種重要的光受體，控制著植物的眾多藍(lán)光響應(yīng)，比如脫黃化(使黃化的子葉以及變成豆芽狀的植物恢原)、花芽形成、避陰反應(yīng)(伸長莖部，向更好的光環(huán)境生長)等。
隱花色素有CRY1和CRY2兩種，在接受藍(lán)光被激活后會控制多種基因的表達(dá)。但藍(lán)光使隱花色素激活的分子機(jī)制至今未能查明。另外，脫敏作用(在持續(xù)的光刺激下，原有的反應(yīng)消失)機(jī)制也一樣，以前只知道CRY2被激活后會迅速分解，但CRY1和CRY2共同的脫敏作用機(jī)制一直未能查明。此次研究使用擬南芥的全長cDNA過量表達(dá)系統(tǒng)“Thaliana FOX Line”，對藍(lán)光響應(yīng)低的變異體實(shí)施了篩查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了對隱花色素信號傳導(dǎo)起抑制性作用的“BIC1(Blue light Inhibitor of Cryptochrome1)基因”。BIC1與隱花色素結(jié)合后，會完全阻礙隱花色素磷酸化以及隱花色素控制的多種基因表達(dá)控制等與隱花色素信號傳導(dǎo)相關(guān)的反應(yīng)。
另外，CRY2接受藍(lán)光后會“二聚體化”。二聚體化的CRY2在受到磷酸化后，會與信號傳導(dǎo)因子SPA1及CIB1結(jié)合，控制多種基因的表達(dá)，誘導(dǎo)與藍(lán)光相應(yīng)的形態(tài)變化(藍(lán)光響應(yīng))。而BIC1阻礙了CRY2的二聚體化形成。這些結(jié)果表明，依存于藍(lán)光的二聚體化形成是承擔(dān)隱花色素初期反應(yīng)的重要過程，而BIC1通過阻礙隱花色素的二聚體化，在之后抑制了隱花色素的磷酸化等一系列的反應(yīng)。隱花色素控制著各種農(nóng)作物的重要性狀，因此此次研究有望在今后為作物量的生物質(zhì)性增收等做出貢獻(xiàn)。
3 利用細(xì)菌制造光源或成可能
利用細(xì)菌制造光源或許很快將成為可能。來自英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的一組學(xué)生正嘗試將電子工程學(xué)和合成生物學(xué)結(jié)合起來，以創(chuàng)造“電子—生物”電路。
這些學(xué)生將經(jīng)過基因改造的發(fā)光大腸桿菌轉(zhuǎn)變成類似于燈泡的東西。當(dāng)細(xì)菌經(jīng)歷來自微型微生物燃料電池(一種通過利用細(xì)菌活動產(chǎn)生的電能充當(dāng)電池的設(shè)備)的熱應(yīng)力時(shí)，這種燈泡便會打開。該項(xiàng)目在日前于美國波士頓舉行的國際基因工程機(jī)器設(shè)計(jì)大賽(iGEM)上亮相。
該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了當(dāng)被引入電流或42℃的熱源時(shí)因一個熒光基因的表達(dá)增強(qiáng)而發(fā)光的大腸桿菌。他們還設(shè)計(jì)了將燈泡和電源連接在一起的電路，以期創(chuàng)建能像樂高積木一樣很容易組合起來的裝備。
盡管他們無法在最后一輪的測試中讓燃料電池激活燈泡，但團(tuán)隊(duì)成員Ollie Burton表示，其主要目標(biāo)是創(chuàng)建一個工具箱，以鼓勵其他人基于該想法繼續(xù)開展研究。
“我們做的所有事情都是開源的。”Burton表示，“它更關(guān)乎在我們設(shè)定的基礎(chǔ)上其他人能夠做什么，而不是我們自己設(shè)計(jì)出任何變革性的東西。”
在弗吉尼亞州諾福克經(jīng)營一家DIY實(shí)驗(yàn)室的合成生物學(xué)家Jameson Dungan認(rèn)為，該項(xiàng)目“就像我們首次從真空管過渡到晶體管。晶體管做了和真空管相同的事情，只是以不同的方式。這就像生物部件重建了電氣部件的功能一樣。”
生物黑客和DIY科學(xué)家一直在倡導(dǎo)開源研究的想法。就iGEM本身而言，它還促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室之間的交流，并且將建立一個標(biāo)準(zhǔn)化、可兼容的“零件”(DNA序列)數(shù)據(jù)庫，以供各團(tuán)隊(duì)在試驗(yàn)中使用。
4 色彩度提高了2倍的高彩色LED
西鐵城電子株式會社于10月20日發(fā)布公告稱，開發(fā)出了照明用LED的第二代CITILED Vivid系列高彩色LED產(chǎn)品，它比第一代產(chǎn)品色彩度提高了2倍，它們將在10月27日開始舉行的“2016香港國際照明展”上進(jìn)行展出，并預(yù)計(jì)在2017年春天進(jìn)行量產(chǎn)
5 一流標(biāo)準(zhǔn)尺寸的7070大功率LED
LED照明組件制造商Plessey宣布推出其新的7070大功率LED系列。PLW7070產(chǎn)品充分利用了其專有的硅基氮化鎵MaGIC技術(shù)，并提供業(yè)界一流的標(biāo)準(zhǔn)大功率LED封裝尺寸，擴(kuò)充了現(xiàn)有的i2LED大功率產(chǎn)品系列。
光纖拉絲塔用紫外LED光固化系統(tǒng)
由復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的光纖拉絲塔用高效紫外LED光固化系統(tǒng)完成了技術(shù)上的創(chuàng)新突破，僅需原本五分之一的能耗，就能實(shí)現(xiàn)高一半的光纖生產(chǎn)速度。據(jù)介紹，絕大部分的光固化油墨經(jīng)該系統(tǒng)的照射，短短幾秒就能固化。如此高功率密度、低能耗的創(chuàng)新技術(shù)將使光纖行業(yè)的生產(chǎn)制造實(shí)現(xiàn)飛躍發(fā)展。
