为爱鼓掌 为爱鼓掌 它鼓得最响亮 |一周科技

栏目:财经 2021-10-06 19:12:03
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欢迎来到技术周。本周你会看到:弯曲的和未破裂的冰;海象为爱鼓掌;粪便化石中的甲虫;冷却冷却布;甲虫腿上极好的润滑剂。

未融化的冰

我们对冰的印象是又硬又脆。对于精细的冰碴,一点点压力就能打破它。然而,下面的微小冰晶弹性极强:即使弯曲成圆形,也不会破裂。

这真的是冰|徐等人。

当然,制作这种冰需要一个特殊的过程。这是一种由单晶冰形成的超细纤维,直径从几百纳米到10微米不等。在低温环境下,研究人员在针尖处施加电场,使水蒸气分子在电场的作用下缓慢生长形成冰晶。接下来,研究人员进一步降低了形成的冰晶纤维的温度,并测量了它们在-70℃到-150℃的弹性。结果表明,这些单晶冰纤维的弹性接近先前估计的理论极限。

视频演示:弯曲细长单晶冰纤维时,仍不会断裂|徐等。

这些单晶冰纤维除了具有弹性之外,还具有很高的透明度,因此它们可能具有透光的潜力——然而,如果必须在低温下储存,这将限制其应用。目前这些弹性小冰晶主要用于基础研究。

为爱鼓掌

本周的动物视频:听听海象如何为爱鼓掌——字面意思。

视频:公海象Sivuqaq在水下发出响亮的掌声| Ole Nsbye Larsen和Colleen Reichmuth

这是一只名叫Sivuqaq的雄性海象,生活在加州的一个动物园里。每到繁殖季节,这种海象总是热衷于用有规律的、持久的掌声吸引异性的注意。掌声穿过水池和厚厚的有机玻璃,听起来仍然非常清晰响亮。

最近发表的一项研究揭示了海象大声鼓掌背后的秘密。根据高速摄影记录,响亮的声音来自空效应:海象拍击前肢产生的高速水流会在局部产生低压空气泡,然后低压气泡被周围的水迅速“压扁”,产生强烈的声音和冲击力。

海象Sivuqaq |维基百科

目前人们只在人工环境中观察到这种“为爱鼓掌”的行为。尽管野生雄性海象也会发出丰富的求偶声音,但研究人员很难记录它们在自然环境中的特定发声。

粪便的持久性

两亿多年前的粪便有什么用?例如,它可以用来寻找新的甲虫物种。

一种已灭绝的甲虫,名为“龙粪”

| Martin Qvarnstr m et al .

食肉动物的粪便容易矿化,形成粪便化石;与扁平化石相比,三维粪便化石倾向于保留更多的特征。在三叠纪的粪便化石中,研究人员发现了丰富的甲虫遗骸。其中两个几乎是完整的,许多其他的也保留了腿和触角的精细结构。

研究人员通过同步加速显微断层扫描仪扫描粪化石并建立内部3D图像,在粪化石中发现了甲虫遗骸、甲虫翅盖、真菌纤维和藻类| Martin Qvarnstr m .等人。

这块粪化石来自一条生活在2.37-2.27亿年前的欧波列斯龙。它是恐龙的近亲。根据研究人员的分析,粪便中的甲虫遗骸是一个以前从未为人所知的新物种,现在已经灭绝。研究人员将其命名为龙粪三叠纪甲虫。

研究人员称粪化石为“隐藏宝箱”。这项研究证明,粪化石不仅可以研究动物的食性,还可以保存甲虫遗骸以及琥珀。也许,未来会有更多的新发现。

冷却织物

在本周的《科学》杂志上,中国研究人员展示了一种可以帮助人们在烈日下保持凉爽的新面料。

图中衣服的左半部分是常规面料,右半部分是可以让人保持凉爽的新面料。热成像清晰显示双方温差| S. Zeng等/Science

这种新型面料含有二氧化钛-聚乳酸复合材料和聚四氟乙烯层,可以高效反射阳光,并通过辐射降温进一步降温。为了测试面料的降温效果,研究人员制作了一种特殊的服装:一半是新型面料,另一半是普通的棉织物。在阳光下的田间试验表明,新织物覆盖的皮肤保持凉爽的效果更好:与棉织物的一面相比,新织物的一面温度低4.8℃左右。同时,织物还表现出优异的力学性能、耐水性和透气性,能够满足服装的需求。

甲虫润滑剂

人体的一些关节充满了滑液,可以用来减少摩擦。甲壳虫也生产这种润滑剂,其减摩效果甚至优于不粘锅涂。

科学家从甲虫的腿部发现了具有显著效果的润滑剂

大麦虫是一种黑色外壳的甲虫。研究人员通过冷冻扫描电子显微镜发现,大麦虫腿关节壳的孔隙中渗出了约1微米厚的蜡。这些物质可以随着关节的运动而扩散,可以保护甲虫的关节。研究人员用一块小玻璃板在这种润滑剂上来回滑动,模拟关节的运动,测试这种材料的润滑效果。结果表明,在不加任何润滑剂的情况下,玻璃板的摩擦系数为0.35,使用特氟隆时为0.14,使用甲壳虫润滑剂时仅为0.13,说明这种物质能有效降低摩擦。

至于人类是否可以用这种甲虫润滑剂制造机器人、假肢等。,我们需要等到我们可以人工合成这种润滑剂——毕竟,如果我们从甲虫身上提取润滑剂,成本太高了。

参考

https://science.sciencemag.org/content/373/6551/187

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.210197

https://www . cell . com/current-biology/全文/S0960-982200674-6

https://science . science mag . org/content/early/2021/07/07/science . ab 5484

https://royal sociation publishing . org/doi/10 . 1098/rspb . 2021 . 1065