风力发电是目前再生能源中使用比较普遍的技术手段。但风力发电产生的能量不稳定,加之电网没有足够的接收能力,也缺少储存电力的可行性,致使发电设备生产的能源越多,造成的浪费也越多。德国科学家发明了一种可将电能转变为瓦斯的办法,用来储存过多的电能。
德国科学家自2008年起对这项科技进行研究,2009年已在实验项目上取得成果。日本福岛核事故之后,德国举国上下停止使用核电的呼声甚高,使用再生能源已成未来趋势。目前有多家电力供应机构以及汽车制造商对电能到瓦斯感兴趣。其中一些已经开始建造实验性设备。
一项来自能源部门的调查表明,由于设备饱和,2010年德国大约有每小时100兆瓦的风力电能没能进入电网。如果将这些浪费掉的能源中的5%转化为氢继而甲烷输入天然气网络,则会解决7万名用户1年的瓦斯需求。
目前德国境内的电网不能解决再生能源发电的储存问题,扩大电网建设造价昂贵,并且在许多地区遭到当地民众反对。但德国存在一个完善的天然气输送网络且存储设备相当先进。科学家因此研制了一种名为“电能到瓦斯”的办法,由此产生的气体被称为“再生能源瓦斯”。
从再生电能到瓦斯经过两个过程。首先利用电能从电解质中产生氢,但这时的氢气还不能直接进入天然气管道,因为氢气只能以特定的浓度才允许和自然甲烷混合。氢气在添加二氧化碳之后变成了再生能源甲烷,它和天然气具有同等作用,可以毫无问题地存储于天然气管道中。
自然界的天然气在取制过程中会释放出有害气体,在燃烧时还会产生二氧化碳,不利环保。而再生能源甲烷虽然具备与天然气同等性质,却不会对大气造成有害影响。并且再生能源瓦斯和天然气有同样的作用,可以用来生产热能、发电、供暖、烹饪以及驱动汽车等。(黄霜红)
最近,科学家在刚果(金)发现5种“迷失”的青蛙,其中包括透明蛙。1950年至1952年,科学家第一次描述这些青蛙种群。很长时间以来,它们的生存状况便是一个谜,直到最近的一次野外考察,科学家才再次发现它们的踪迹。此次野外考察于2009年至2011年进行。
1.透明蛙
透明蛙(图片来源:Eli Greenbaum)
一只身怀六甲的透明蛙,体内的卵清晰可见。这种青蛙学名“Hyperolius leucotaenius”,1950年首次被人发现。最近,科考队又在刚果(金)埃利拉河岸边发现这种青蛙的踪迹。美国德克萨斯州大学阿尔帕索分校生物学家、科考队领队埃利·格林鲍姆表示:“与绝大多数‘迷失’的两栖动物一样,我们在数十年时间里一直未能发现它们的踪迹,对它们的生存状况一无所知。”
2010年,国际自然和自然资源保护联合会发起行动,决心在世界各地重新发现100种“迷失”的两栖动物。此次刚果(金)野外考察便是受这一行动启发。联合会的重新发现行动规模空前,首要目标是寻找10种具有较高科学研究价值并具有美感的物种。不过,科学家最终只发现了15种迷失的动物种群,其中只有一种是他们最希望发现的。
格林鲍姆表示,在刚果(金)重新发现蛙类种群是一个好消息。他在一份声明中说:“我们的发现说明这些丛林并没有留下太多人类足迹,科学家尚未进行深度考察。它们拥有丰富的生物多样性,现在就加大努力进行保护还不算太迟。”此次刚果(金)野外考察的部分资金由美国国家地理学会的研究与探索委员会提供。
2。家住高海拔地区
家住高海拔地区(图片来源:Eli Greenbaum)
这种青蛙学名“Chrysobatrachus cupreonitens”,是在刚果(金)东南部伊托姆伯维高原(Itombwe Plateau)被洪水淹没的高海拔草地发现的。科考队队长格林鲍姆表示,全世界有大约三分之一的两栖动物灭绝或者即将灭绝。此次野外考察的发现让人们看到了一丝希望。他在一份声明中说:“必须在全球范围内进行保护,这一点非常重要。两栖动物就像是矿井中的金丝雀。它们的生存状况令人担忧。”
3.身体只有指甲大小
身体只有指甲大小(图片来源:Eli Greenbaum)
科学家在伊托姆伯维高原海拔大约6000英尺(约合2000米)的地区发现的青蛙,学名“Arthroleptis pyrrhoscelis”,只有指甲大小。格林鲍姆的网站指出,Arthroleptis的卵直接孵化成幼蛙,跨过蝌蚪这个阶段。长久以来,科学家一直很少对刚果(金)森林进行考察。由于1960年前后频繁爆发战乱,很多科学家无法进入这个国家进行研究。格林鲍姆表示,危险而糟糕的公路、不完善的卫生设施以及大量地雷的存在提高了研究工作的难度。此次野外考察过程中,他步行100英里(约合160公里)穿越丛山,还感染了登革热。
4.森林幸存者
森林幸存者(图片来源:Eli Greenbaum)
科考队在刚果(金)东部卡胡兹别加国家公园的森林发现的青蛙,学名“Hyperolius chrysogaster”。这座国家公园的森林比较健康,是已知唯一的Hyperolius chrysogaster栖息地。格林鲍姆的网站指出,刚果(金)东部的其他森林遭到砍伐,为农业生产腾出空间。森林遭到破坏威胁到青蛙、山地大猩猩以及其他动物的生存。
5.青蛙家族的肌肉型
青蛙家族的肌肉型(图片来源:Eli Greenbaum)
这种青蛙学名“Phrynobatrachus asper”,肌肉非常发达。格林鲍姆在他的网站上表示:“这种青蛙腿上肉很多,是2009年重新发现的,当时伊托姆伯维高原的村民将用这种青蛙做的晚饭卖给科学家。”这一举动促使科考队出发寻找一只活的Phrynobatrachus asper。在高原的一个森林溪流中,他们最终如愿以偿。森林溪流是这种青蛙的首选栖息地。
蛇喷出的液汁颇似番茄酱
当蛇捕捉猎物或者遇到危险时,才会特别的放出毒液这个“秘密武器”
大多数的毒蛇都会利用尖牙上的槽来流动毒液,从而致被捕食者于死地
【搜狐科学消息】据国外媒体报道,科学家近日研究发现,当蛇喷出的毒液在瓶子里沉淀后,会呈现出像番茄酱一样的汁液。正如番茄酱一样,这些毒液在正常情况下较浓且具有粘性,只有被晃动时,才会四处流动且流动的速度也较快。且科学家认为,番茄酱和蛇的毒液都为非牛顿流体,这就意味着它们具有决定流动还是静止不动的“选择权”。
虽然这些毒液并不会像真正的番茄酱一样夹在热狗里吃,但却是蛇捕食用的最好工具,例如它们在捕捉老鼠时就会用毒液置老鼠于死地。一旦这些致命的毒液开始流动,表面张力就会促使它沿着被捕捉动物的身体上四处蔓延流动,继而本身具有的粘性会帮助这些四处流动的毒液凝结到一起。毒液就是这样从蛇的牙齿到被捕捉动物的身体上不断蔓延。毒液流动的物理力很大,甚至会使水从吸管中被抽上来,或让水在一个慢慢的杯子中形成弯月面。通常,蛇的毒牙和它们嘴里的肉会相互作用,以致于形成一个渠道供毒液流动,随之猎物的肉会像吸墨纸一样大量的吸收这些毒液,最后就这样死在这些毒蛇的嘴里。科学家解释道,通常猎物身上的肉因吸取毒液而产生的吸力会使得毒液流动的更加顺畅,这也就意味着蛇不用需要再费力气去吸走这些毒液,因为毒液会被猎物的身体完全吸收。这些毒液本身的物理性能使得它们可以有转向的流动,所以它们甚至能从鸟的羽毛中穿越流动。通常以鸟为食物的蛇的牙齿上都具有一些凹槽,这就说明蛇通常都是利用毒液渗透到鸟的羽毛中来致鸟死亡的。
德国慕尼黑大学的生物学家表示,只有七分之一的毒蛇会利用像注射针一样的牙齿,在猎物身上注射毒液,例如响尾蛇。大多数的毒蛇都会利用尖牙上的槽来流动毒液,从而致被捕食者于死地。科学家同时还专门研究了红树林蛇和带状蛇喷出的毒液是如何流动的。由于这些毒液是非牛顿流体,所以当蛇在等待猎物时,这些毒液可以“原地不动”。这就是为何蛇的毒液不会轻易流出的真正原因,也只有当它们捕捉猎物或者遇到危险时,才会特别的放出这个“秘密武器”。(尚力)
动物界的大迁徙对很多读者而言并不陌生,很多人对于非洲大草原上的牛羚、斑马和其他动物壮观的奔跑景象印象深刻。可是这只是冰山一角。以下这些动物的迁徙,才是真正的"万里长征"。
1、灰鹱的长途跋涉
灰鹱的长途跋涉
读者中或许有人会为了吃一顿好吃的而长途跋涉,但是这个和灰鹱相比,那简直就是小巫见大巫了。这种生活在新西兰的鸟类每年都会长途跋涉近4万英里(约合6.4万公里),来到美国加州海岸、阿拉斯加或日本沿海寻找食物。在有些日子里,它们一天的飞行里程就可以超过620英里(约合997.8公里)。
尽管这张地图看上去有点混乱,但这是一张很有价值的地图。它是美国加州大学圣克鲁兹分校的生物学家斯科特*夏佛(Scott Shaffer)历尽心血在2005年制作完成的。他在19只灰鹱的脚上绑上电子追踪器,记录下它们长途跋涉的路径。从这张图上,我们可以清晰地分辨出这些鸟类的中途落脚点和目的地:浅蓝色线条代表繁殖季节的飞行路径,黄色线条代表它们的北上征程,而橘黄色的线条则是这些鸟类在冬季的飞行情况,以及它们南下返回新西兰的路径。
而且,如果你仔细观察,正如图片下方的小方框中显示的那样,不管是飞向哪个觅食目的地,这些鸟类的飞行路径似乎都显示出一种共同特征,即在全球尺度上都呈现一个八字形。
不幸的是,随着监测计划的持续,这个八字可能会变的更"矮胖":随着全球变暖,更高的温度会导致灰鹱爱吃的浮游植物,乌贼和磷虾的数量下降。如果这种情况持续,将可能导致灰鹱食物摄入不足,甚至没有力气飞回它们在新西兰的栖息地。
2、海龟的旅程
海龟的旅程
对于任何一个观看过刚孵化出的小棱皮龟笨拙爬向大海情景的人来说,如果告诉你这些小家伙长大后将能够横越大西洋,无数次往返于非洲西海岸和南美洲东海岸之间,连续游泳超过1万英里(约合1.6万公里),恐怕很难让人相信。但这却是事实。
通过对25只棱皮龟的跟踪,生物学家们最近成功获得了这张它们横越大西洋的路径图。正如图中显示的那样,虽然棱皮龟的旅行清晰的显示三条不同的路径,但它们的出发点和最终的回归地都是西非的加蓬共和国沿海,这里是它们的繁殖地。
在过去的40年间,棱皮龟的数量下降了98%,其中大部分的死亡案例是由于人类渔网的误伤。考虑到这一点,这张反映棱皮龟迁徙路径的地图对于保护工作的开展至关重要。依据这张地图提供的信息,科学家们已经向11个相关国家发出了呼吁,希望他们加入进来,共同承担起保护棱皮龟的重任。
3、北极燕鸥:两极间的旅程
北极燕鸥:两极间的旅程
你永远不可能看到一只北极燕鸥嘴里衔着食物,这似乎很难理解。但如果你知道以下这个事实,你就不会这么觉得了。这种海鸟每年会长途跋涉超过4.4万英里(约合7.08万公里),往返于格陵兰和南极大陆之间,它们会尽可能减轻自身携带的重量。这种海鸟不可思议的长途跋涉迫使灰鹱将冠军的头衔拱手相让。人们最近才了解这一点,因为科学家们直到近期才设计出分量足够轻,能够戴在北极燕鸥脚上的电子追踪器。而如果你知道这种海鸟的身材有多小的话,你就会更加惊叹于这种壮举了:这种鸟类翼展仅有26英寸(0.66米),而灰鹱的翼展则要达到43英寸(约合1.1米)。
这张地图追踪了11只北极燕鸥的飞行路径,其中绿色代表秋季的迁徙路径,红色代表冬季,而黄色则代表春季的回家之旅。从图上,你可以看出两种模式:北极燕鸥的中途歇脚点,要么选择在西非沿海,要么选择在巴西沿海。你可能会认为这种弯弯扭扭的路径可能说明这些海鸟做事犹豫不决,甚至导致某些个体的飞行距离超过了5万英里(约合8.05万公里)。但事实上,它们这样做是在跟随各地区盛行的风向,从而减少体力消耗。
4、搭便车的鳄鱼
搭便车的鳄鱼
北极燕鸥的长途跋涉当然很吸引眼球,但是要引起研究人员的注意并非只能依靠马拉松跑,尤其是当你的研究对象是臭名昭著的懒汉:咸水鳄的时候。一个科学家小组(其中包括已故的著名鳄鱼专家,人称"鳄鱼猎手"的斯蒂夫*埃尔文(Steve Irwin))对澳大利亚东北部海域的咸水鳄进行了研究。他们注意到这些鳄鱼有时候一天的迁徙距离远达6英里(约合9.65公里)。科学家们对这些懒汉能迁徙如此之远感到有些意外,于是便调出以往的数据进行分析,结果发现有一条咸水鳄竟然曾在一天中游泳超过15英里(约合24.1公里)。但是先不要惊叹,这些懒家伙自有它们的偷懒妙招:大部分的时间里它们只是浮在海面随波逐流,顺着海流飘动而已。
这里的这张地图显示的是三条咸水鳄在澳大利亚约克角半岛附近的游动路径,图中标注的"st" 和 "fin"分别代表路径的开始和结束。第一条咸水鳄花了25天时间完成了它的路线,第二条鳄鱼则花了15天时间绕过了半岛的尖端,而第三条鳄鱼则花了5天之间,挪动了一小段距离。图中的箭头指示的是该海域的海流运动方向。这种随波逐流的方式让人惊奇,因为似乎鳄鱼们只会在准备长途旅行时才会借助海流,而做短途旅行时则不会。
5、小鸟的迁徙
小鸟的迁徙
通过在动物身上捆绑电子追踪器来了解它们的迁徙路径是一种好方法,但如果这个追踪器的分量压的它踹不过气来的话就另当别论了。不幸的是,直到最近,我们的追踪器技术始终无法满足鸟类负重的要求。但在2007年,这样的状况有了改观。这一年,科学家们首次设计出重量很轻,足以适用于画眉鸟和美洲紫燕的追踪器。他们立刻运用这一最新的设备展开了对34只鸟的追踪行动。尽管到了第二年仅有7只鸟还能追踪到,但就是这7只鸟,让科学家们有了重大的发现,也让人们得以首次一窥这些拥有嘹亮歌喉的鸟类的生活轨迹。
布里吉特*斯特奇伯里(Bridget Stutchbury,)是加拿大约克大学的生物学家,他说:"我们发现在秋季时,美洲紫燕离开美国北部地区,并很快飞往南方墨西哥的尤卡坦半岛。它们能在短短一周之内飞行超过1000英里(约合1609公里)。"
科研人员同时还注意到一些有趣的细节,比如这些鸟类在向北迁徙时的飞行速度要比南迁时快6倍。但总体来说,让科学家们惊奇不已的还是这些小家伙们的绝对飞行速度。斯特奇伯里说:"要知道,它们顶多就一个可乐罐子那么大一点,竟然能飞那么快,真是让人难以置信。"
6、DNA迁徙辨识研究
DNA迁徙辨识研究
尽管在现实的野外追踪行动中不会用到DNA技术,但是这种新兴科学在迁徙路径辨识方面所能发挥的作用时无可取代的,尤其是当这种迁徙发生在数千年前之时。通过对大白鲨基因的研究,阿伯丁大学的切索拉*古比(Chrysoula
Gubili)有了惊人的发现:生活在地中海中的大白鲨品种和澳大利亚的大白鲨品种之间存在更近的亲缘关系,这种亲缘关系超过地理位置上更靠近它们生活区域的西北大西洋大白鲨品种。
基于这些证据,以及进一步的DNA分析,古比提出了这样一个猜想:在大约45万年前,这些大白鲨从澳大利亚出发,穿越印度洋,绕过非洲大陆,最终抵达地中海。但由于缺乏实测数据和其他佐证,没有办法获得更加精确的路径线索。
7、对座头鲸的追踪
对座头鲸的追踪
如果你想追踪一个大家伙,但又不想花钱安装电子追踪装置,那么参加"南极座头鲸追踪项目"或许是一个不错的选择。这个组织致力于在全世界追踪座头鲸的动向,但不是依赖在座头鲸身上安装电子追踪器,而是直接进行追踪。由于座头鲸拥有非常有特点的尾巴,并且每条鲸鱼都不一样。通过照相对比,科学家们就能识别出同一条鲸鱼的两次路露面,从而构建出其前进的路线。通过这种方法,研究人员追踪到一条座头鲸竟然连续迁徙了超过6000英里(约合9656公里),这创造了哺乳动物迁徙距离的记录。
这个故事还得从1999年8月7日说起。这一天,科学家们在巴西海岸外拍摄到一条雌性座头鲸。而在2001年9月21日,有人在非洲马达加斯加外海再次发现了这条座头鲸并拍下了照片。它的尾巴特征显示这是同一条鲸鱼的两次露面。这一结果让研究人员们困惑不已,因为两次观察到这条鲸鱼的地点相距超过6000英里,这相当于座头鲸一般季节性迁徙距离的两倍,并且这还是一条雌性鲸鱼,而一般进行长距离迁徙游动的都是雄性鲸鱼。再加上,由于我们所掌握的数据仅限于其旅途的开端和结束的地点,因此完全有可能这条雌性座头鲸还在中途去了其他地方,从而使其实际游动距离远超6000英里。在科学家们在这些鲸鱼身上安装电子追踪器之前,你最好备好你的相机。
8、击败帝王蝴蝶
击败帝王蝴蝶
如果有人让你说出迁徙距离最长的昆虫,很多人都会说是帝王蝴蝶,这种蝴蝶每年从墨西哥向加拿大的迁徙之旅浩浩荡荡,总长超过4000英里(约合6437公里)。但这个答案现在看来很有可能并不正确。
最近几年,科学家们在印度洋区域追踪一种蜻蜓的活动。他们发现这种名为黄蜻的蜻蜓才是真正的昆虫迁徙冠军。它们在每年的大迁徙中会长途跋涉超过1.1万英里(1.77万公里)。
由于蜻蜓太小,无法捆绑电子追踪器,研究人员只得不断在它们的迁徙路线上进行观察,从印度跟踪到马尔代夫,再到东非,就为了看看这些蜻蜓究竟飞到多远。这些小生灵在降雨后的水塘边觅食,不断追随着热带辐合带带来的丰富雨水,在印度与东非之间游荡。
生物学家查尔斯*安德森(Charles Anderson)说:"这看起来让人难以置信,这样壮观的迁徙现象我们竟然长久以来一直没有注意到。但这一发现也恰恰说明了,我们对于自然界的了解是多么匮乏。"(晨风)
这台机器看起来既像玩具“建造模型”又像喷墨打印机
这台机器看起来既像玩具“建造模型”又像喷墨打印机。而“墨水”感觉像是苹果酱,看起来却像糖霜一样。当喷嘴层层喷洒这些珍珠粉般的物质时,你大可以想象这台机器将如何在姜饼上面绘制精美的图案。
但是,这些黏性物质是用活着的细胞组成的,而这台机器“打印”的正是一个身体“部件”。
这些机器被称为3D打印机,他们的工作原理和平常的打印机非常相似。但和在纸上喷墨不同,他们将层层活性物质累积从而制造一个3D物体。这项技术已经有将近20年的历史,便利了牙医、珠宝商以及机器制造工人的同时,还为那些梦想不用打造模具就可以为人们定制巧克力的巧克力生产商带来了福音。
在本世纪初,科学家和医生们就看到了该技术的潜力无穷——人们可以利用它制作活性组织,甚至是人类器官。他们称这项技术为3D生物打印,而它也成为组织工程学新兴领域的热门分支。
在世界各地的实验室里,化学、生物、医药和工程学领域的专家们正致力于研究实现一个大胆目标的多元途径。而这个目标就是:用病患自己的细胞打印出功能齐全的肝、肾或者心脏。
这个方向没什么错。如果他们成功了,等待器官捐献的病患名单将成为过去时。
生物打印技术要打印出这么复杂的器官可能还要好几年甚至几十年,但是科学家们已经打印出了皮肤和脊椎间盘并将它们植入了生命体内。目前为止,人类还没有接受过这样的移植手术,但未来两到五年内会有一些打印好的可替代器官进入人体试验进程。
科学家称最大的技术困难并不是制造器官本身,而是复制器官内部错综复杂的血管网络,这些血管起到了滋养器官、为器官提供氧气的作用。
许多组织工程学家认为如今最好的办法可能是打印出一个器官最大的连接性血管,然后给那些大血管细胞留出充足的时间、空间和理想环境自造剩余血管,最终器官便可以被植入体内。
柬埔寨发现蜥蜴新种 无腿无眼外形似蛇
科学家已经在柬埔寨发现一种蜥蜴新品种,它既没有眼睛,又没有腿,看起来很像蛇或蠕虫。柬埔寨环保局和野生动植物保护国际(FFI)的动物学家恩格·赛博士在勘探豆蔻山脉时,发现这种长相似蠕虫的动物。
恩格在翻转一根原木时发现这种奇特蜥蜴,他设法捉住它,对其进行检查。他和同事们现在确定,这是科学界的一个新品种。他们得出的结论发表在《动物分类学》杂志上。十多年来,恩格一直在柬埔寨研究爬行动物和两栖动物,他说:“刚开始我还以为它只是一种常见品种。”但是很快他就意识到,这是他以前从未见过的动物。
科学家根据发现这种蜥蜴的山名,给它命名为达赖山(Dalai Mountain)盲蜥蜴,学名Dibamus dalaiensis。野生动植物保护国际的资深生物学家詹妮·达尔特里博士表示,他们用了将近1年时间才确定这是蜥蜴新品种。她对BBC新闻说:“他们查找所有其他种类的科学描述,查看博物馆标本。令人感到兴奋的是,这是第一次由柬埔寨人发现一种新品种,并收集所有科学证据,发表研究成果。”
这种瞎眼爬行动物看起来像条蛇,但其实它是蜥蜴,它通过进化,适应了地下生活,没有腿有助于它穿过土壤。达尔特里解释说:“其实世界上有很多无腿蜥蜴,例如英国的无足蜥蜴(slow worm)。”然而跟蛇不同,这种蜥蜴没有叉状舌。“大部分蛇只有一个肺,而蜥蜴有两个。大部分蜥蜴会眨眼,而蛇不会。”不过这种新蜥蜴并没有眼睛。(孝文)
科学网(kexue.com)讯 北京时间5月11日消息,炎炎的夏季即将到来,很多人都喜欢喝些凉爽的饮品帮助消暑,而科学家们推荐的一种果汁或许能够帮你在消暑的同时获得更多健康。
据国外媒体报道,法国科学家声称已经研制出了一种能够促进健康,降低心脏病和中风危险,并且味道很不错的混合果汁,这种“超级冰沙”里含有葡萄、苹果,蓝莓,草莓等多种水果为原料,还包括有所谓的超级食品(superfoods):越橘——其维生素含量超过橙汁的30倍以上,和野樱莓(aronia)——一种被一些人称为是“世界上最健康的”浆果。
过去的研究结果已经表明,含有多酚化合物的水果十分有助于预防保护心脏动脉阻塞。而研制这种果汁的法国科学家称,这种冰沙果汁堪称最健康与最美味的组合。科学家用13种不同的水果制成混合果汁,在实验室中用猪的动脉进行了检测,结果发现在测试中这些果汁能使动脉血管壁得以舒张。斯特拉斯堡大学的研究人员表示,这种果汁能够促进血液流动给心脏,确保其得到健康平衡的营养和氧气供给,此项报告发表在了英国皇家化学学会期刊上。
英国心脏基金会的特雷斯-帕克(Tracy Parker)说:“这项研究更加证明了,多吃水果和蔬菜对我们的健康很有好处,能够有效的降低心脏病的风险。不过至今我们仍然无法完全明白,为什么某些水果和蔬菜要比其它一些效果更好,即便进行这项研究的科学家也承认无法解释其中的任何联系。但可以肯定的是人们应当把更多种类的水果和蔬菜作为均衡饮食的一个重要部分,而果汁则是一个既美味又制作简便的方式。当然也不要忘记,果汁要比原果的纤维含量少,所以果汁只能作为日常蔬果摄入的一部分。”
(科学网-kexue.com 大平)
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美国科学家使用石墨烯研制出了一款调制器,科学家表示,其能大幅提高数据包的传输速度,实现超快数据通讯。
加州大学伯克利分校教授、美国国家科学基金会纳米尺度科学和工程中心主任张翔(音译)领导的科研团队将石墨烯铺展在一个硅波导管的顶部,建造出了这款能打开或关闭光的光调制器(调制器是控制数据传输速度的关键),其调制速度目前为1吉赫(千兆赫),但从理论上来讲,未来单个光调制器的调制速度可达500吉赫。
科学家们发现,施加不同电压,石墨烯中电子的能量(费米能级)会改变,而石墨烯是否吸收光线也会决定其费米能级。当施加充足的负电压时,电子被吸出石墨烯并不再能吸收光子,因此,当光子通过石墨烯时,石墨烯完全透明,光被“打开”。当施加某种正电压时,石墨烯也是透明的,但电子紧密地包裹在一起,使它们无法吸收光子,从而有效地“关闭”光线。科学家在石墨烯上找到了一个最有效的位置来施加足够的电压,以此让该石墨烯调制器拥有了打开或关闭光线的能力。
张翔表示,与基于电学的组件相比,基于光学的组件有多种优势,包括能携带更密集的数据包更快地传输。新调制器是全球最小的光调制器,仅为25平方微米,比一般为几平方毫米的普通商用调制器小很多,其能在现有最快速度10多倍的速度下操作,新技术有望显著提升超快光通讯和光计算的能力,未来,使用该石墨烯调制器,消费者只需几秒,就能将整部三维高清电影“搬”到智能手机上。
即使体形如此“纤细”,但石墨烯的频宽容量很大,石墨烯能吸收的光涵盖数千纳米,从紫外线到红外线都可。科学家指出,这使石墨烯调制器能比现有最顶级调制器(其操作带宽为10纳米)携带的数据更多。且用来制作调制器的石墨烯非常少,一支铅笔中的石墨提供的石墨烯足以制造出10亿个光调制器。
张翔表示,新石墨烯调制器不仅可用于消费电子产品上,还可用于任何受限于数据传输速度的领域,包括生物信息学以及天气预报等,未来也会广泛应用于工业领域。该试验的参与者、伯克利分校超快纳米光学小组的负责人王峰(音译)表示,新调制器也可用于调制其他频率范围的光线,比如中波红外线(广泛适用于分子传感等方面)等。(刘霞)
一名科学家下降650英尺(198.12米),进入冰岛休眠火山Thrihnukagigur的岩浆房里。
这些科学家认为,他们的研究工作将大大提高他们对火山的了解。
这些火山学家正在研究Thrihnukagigur里的一块岩石
一名科研组成员正在沿着岩浆房的主井下降
冰岛火山Thrihnukagigur的外部景观,这掩盖了它拥有的神秘地下奇景。
最近科学家进入到650英尺(198.12米)深的冰岛火山Thrihnukagigur的岩浆房里,这是有史以来科学家首次进入岩浆房。这些令人难以置信的精美图片,显示的是一名探索队员慢慢下降到这座休眠火山的心脏地带的画面。
Thrihnukagigur火山是一座“休眠火山”,因为它随时都有可能会苏醒过来,人们认为,这座火山在3000年前发生最后一次爆发时,帮助创造了这座被称作冰岛的大西洋岛。人类首次进入太空至今已有50年,但是现在才有人进入到地球上唯一一个目前处于安全状态、可以进入探索的岩浆房里。冰岛大学火山研究人员、44岁的弗雷斯顿•斯格蒙德森博士通过这项先驱性探索活动,加深对冰岛最声名狼藉的火山——艾雅法拉(Eyjafjallajokull)火山的认识。去年3月,艾雅法拉火山爆发,导致大量飞机被迫停飞,几十万名乘客滞留机场,这引发全球性混乱。
斯格蒙德森形容了作为第一位科学家进入岩浆房内部的感受,由于岩浆房四壁上的铁矿石生锈,火山深处呈现神秘怪异的红色。他说:“与自然力量相比,我感觉自己是那么渺小。火山内部的美丽和安静深深触动了我。作为一名火山学家,我觉得我有权亲眼观察一座活火山的内部,进入它的熔岩系统。”他们以前从未探索过的这个地下目的地拥有完全不同的自然特征,斯格蒙德森科研组只需驾车行驶60英里(96.56公里),就能从冰岛首都雷克雅末赶到这里。这个科研组由两名科学家和15名助手组成,其中包括专业登山员,并由一名剧组成员和一名摄影师负责记录这项具有历史意义的重大事件。虽然以前有人冒险进入接近地表的火山坑里,但是该探索组去年10月是首次进入一座火山的更深处。
该科研组利用绳索和金属锚等传统登山工具下降到火山深处后,他们利用金属升降机运送沉重的科研和记录仪器。通过亲自到访岩浆房,科学家会对火山内部有更多了解。斯格蒙德森说:“火山的熔岩系统非常复杂。我们观察一层薄薄的岩层,它受到严重侵蚀,可能在最新的火山爆发中,它有助于形成充满岩浆的熔岩管道。接下来岩浆会被排出,形成我们能够探索的熔岩系统的‘开口部分’。这些通道有2到6英尺(60.96厘米到1.83米)宽。目前我们正在把我们的观测资料与其他火山的进行对比,例如去年爆发的冰岛火山艾雅法拉。”(任秋凌)
图为这只可爱的太平洋乌龟。
“相亲啦,相亲啦,它是只龟公子,很通人性的,我想为它找个配偶。”昨天上午,家住南京华侨路附近的市民顾先生告诉记者,他有一只养了20年的乌龟,很通人性,跟自己朝夕相处,产生了深厚的感情,现在想给它找一个伴。
顾先生告诉记者,这是一只太平洋乌龟,他养了20年,从一点点大养起,如今,养成了一只大龟。在日常的喂养与交流中,这只乌龟已有点通人性了。比如,顾先生要是出门上班,它会追着一直送到门口,好像是送他上班;而下班到家时,只要在门口的脚步重一点,打开门就会发现,它已爬到门口等候,好像迎接他下班似的。
“而且它能辨别出我的脚步声,不会出差错,真的很神奇。”顾先生说,这只乌龟小的时候,带着它坐车,居然还晕车。而且见到生人也害怕,吓得躲了起来。而现在不仅不晕车,也不怕人了,对着不喜欢的人,它还会追着咬。而它喜欢的人,也会用嘴咬,但不会让你觉得疼,而是觉得痒。
此外,这只乌龟还特别爱干净,如果顾先生两天没有给它洗澡,它会以绝食的方式抗议,直到洗完澡,这才狼吞虎咽地吃起来。顾先生说,和这只龟相处久了,越看越喜欢。顾先生告诉记者,这只龟还喜欢在夏天趴在他的脚背上,和他一起,抬头有滋有味地看电视。有时,它还会用小脚乱蹬,好像是在手舞足蹈,像是看懂电视一样。
“正因为它懂事,我就想给它找个伴,让它多下点蛋,好孵出更聪明的下代来。”顾先生说。