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这个有意思!2015有趣科学成果小盘点

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发表于 2015-12-25 16:49:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
2015年接近尾声,这一年的回顾盘点各个账号也纷纷做起来了,像在科学领域,《自然》、《科学》等大刊已经评出了这一年里最重要的各种科学成就和人物。在这里,酷炫科学也想进行一个小小的回顾。

这里的盘点纯粹是个人性质的,也不保证覆盖面很全,评价的标准也并不是“重要性”,而是有意思。总之,这里列出的都是主页君个人看了之后会觉得“诶?!”、“这也行?”、“啊好有趣”的几个科学研究发现~

1.用细菌芽孢做的蒸发动力小车
这个研究报道给人的第一印象就是“啥?”,蒸发驱动也就算了,用细菌芽孢组成传动装置到底是一种什么样的思路啊……

不过看了演示视频之后感觉真的很喜欢,不知道为什么就是透着那么萌!

细菌芽孢是一种天然的“吸湿材料”,它们在湿度高时吸水发生膨胀,在湿度低时又会缩小体积,由此产生的压力变化就为从水分蒸发中转化能量提供了可能性。这个小车利用的就是这个原理,在上面的大轮子里面挂着很多小薄片,这些薄片有一面含有细菌芽孢(枯草芽孢杆菌的芽孢,这是土壤中的一种无害细菌),在不同湿度下就可以弯曲和伸直。
虽然这个动力还远不足以带起一辆真车来,但这个创意真是触动了我_(:з」∠)_

这个是肥肠正经的研究!为了证明这一点我决定这一次要列参考文献了:
Chen, X. et al. Scaling up nanoscale water-driven energy conversion into evaporation-driven engines and generators. Nat. Commun. 6:7346 doi: 10.1038/ncomms8346 (2015).

2.植物体内埋导线
这个研究也是一个十分惊人的创意,刚看到的感受基本也是“啥?”、“闹哪样?”之类的……
这个研究团队做的事情是制造导电植物——等等,植物难道不是本身就导电?要不土豆电池是咋做出来的?是这样,但是这里所说的成果并不是给植物插俩电极就算完事。事实上,他们做的事情是利用植物体内既有的导管来制造导线,把植物变成活的导线网络……

他们用一种蔷薇的鲜切花进行了实验(类似花店里的玫瑰,不过稍微有点不同),它们让花枝吸收了一种名叫“PEDOT-S”的导电聚合物,这种材料在导管内形成了长长的凝胶导线。经测试,这些导线确实是可以起到导线作用的,甚至还能用它组成一个简单的电路。

这个想法非常新奇,不过材料学的研究者们似乎还没想好能用这个技术干点啥……导电植物”或许能够帮助我们对活体植物进行检测,它可能也会成为基因、化学物质之外调控植物生长的一种新方式,不过这就是后话了,还需要很多后续研究。不过总之,还是挺鹅妹子嘤的~

Eleni Stavrinidou, Roger Gabrielsson, Eliot Gomez, et al. Electronic plants. Science Advances  20 Nov 2015: Vol. 1, no. 10, e1501136 DOI: 10.1126/sciadv.1501136

3.彩色水滴在一起
食品色素液滴也会抱团儿!它们还会彼此追来追去:

(追到了并不会嘿嘿嘿……)

这是怎么回事儿呢?事实上,科学家们是发现了由水和丙二醇组成的双组份液滴有一些独特的自发运动规律。上面的不同颜色只是为了标记不同浓度的丙二醇溶液。

在这里简单地解释一下小液滴会走到一起的原因:
(这个解释起来确实比较麻烦,不想细看也可以跳过这部分)
在这里用到的玻璃片经过专门的处理,是洁净、干燥的高能表面,在这样的表面上,液滴的形状会变得有些特别,在液滴的四周会铺展出一个薄薄的液膜,像下面这样:

在液膜的地方,因为表面积大,所以蒸发就会对溶液的组成造成更大影响,然后液膜和液滴主体的液体组成就变得不一样了,因此表面张力也会跟着变化,而不平衡的表面张力就会带动液体流动。液膜的地方水分蒸发更多,所以这里的液体表面张力更小一些,所以产生了如上图箭头所画的液体流动方向。

单独一个液滴内部会产生流动,但它整体并不会动起来,因为它四面的受力是平均的。而当两个液滴相邻时,两个液滴中间的地方空气湿度会变得更大一些,由此减缓了内侧的水分蒸发,所以这样一来,内侧和外侧液膜的蒸发变得不一样了,所以受力也变得不一样了,最终的结果就是两个液滴被表面张力拉到了一起。
N. J. Cira, A. Benusiglio & M. Prakash. Vapour-mediated sensing and motility in two-component droplets. Nature 519, 446–450 (26 March 2015) doi:10.1038/nature14272

4.线虫乐高机器人
这个其实是前一阵做回顾的时候才看到的,不过感觉也是很厉害。简单说就是,一组研究者分析了秀丽隐杆线虫(一种比较简单的模式生物)的神经网络,然后根据这些数据制作了一个模拟“线虫脑”的软件,然后用这个软件独立地控制了一个机器小车,这个机器小车可以自发地产生躲避障碍等行为。有一种把线虫的灵魂注入到了机器人体内的感觉_(:з」∠)_

感觉就是,虽然现在看来,人工智能和人工神经网络似乎还有很多不足之处,但人们在这方面取得的进步也是十分激动人心的呢~


总之这就是在过去一年里让我印象比较深刻的几个科学成果啦~当然,它们并不能代表科学研究前沿的全貌,论重要性也有很多东西都要排到前面,不过它们确实让人感到相当美好。

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