自然

科学家发明超薄
超薄"纸手机"

  加拿大安大略省皇后大学人类媒介实验室研发出了世界上第一台“纸手机”(Paper Phone)。纸手机并非纸做的手机,但它的确拥有纸张的普遍特性,超轻薄,也允许卷曲和翻折。

  这款“概念”手机厚度堪比信用卡,拥有9.5cm对角线长度的电子墨水(E-Ink)薄膜显示屏,重量则不足iPhone4手机的六分之一。由于柔韧性极高,纸手机非常贴身,它甚至能被塞进钱包里。

  尽管7000美元至10000美元的高额造价,阻碍了纸手机推出市场的步伐,但就目前看来,纸手机已经完全能够做到智能手机可以做的一切,拨打和接听电话、发送短信、听音乐、看电子书、地图导航等等。

  “纸手机”的创造者、人类媒介实验室主任罗埃尔·沃特加尔(RoelVertegaa)对此研究项目怀有高度热情,并表示“这就是未来。不出五年,一切产品都会变得像这款纸手机一样,拥有超薄、柔韧的外观和质感。”

  “纸手机”研究团队则认为,在未来的五至十年内,纸手机将会取代当前市场上所有的智能手机,甚至是iPhone。

  纸手机的概念特性

  “不论是外观,还是触感,或者在真正运行的时候,这种手机都像是一张能跟人互动的纸。”沃特加尔说,“尽管它看上去似乎很容易掉进沙发的缝隙里。”纸手机的最特别之处在于,机身一旦被折叠,就能触发一切功能和特性。

  除了传统意义上的手写笔,纸手机主要通过翻折机身的方式进行人机互动。例如,弯曲机身两侧,就可弹出应用程序界面;阅读电子书时折叠机身右上角可实现翻页。目前,研究团队已经为纸手机开发了5种应用程序,以对其丰富的功能潜力做出说明。更多的手机应用也将随后推出。

科学家发明超薄
超薄"纸手机"

  今年年初,亚马逊Kindle电子阅读器经多番改良后大行其道。而纸手机正是运用了和Kindle相同的电子墨水(E-Ink)显示屏技术。“电子墨水能使阅读更加舒适,这比用电脑屏幕阅读要舒服得多。”“纸手机”研究团队主要成员奥黛丽·吉德(AudreyGirouard)在接受《外滩画报》采访时说,“你就像在看一本书。”

  由于依赖电子墨水技术,纸手机的耗电量极低。甚至在无人使用时,其耗电量为0。显示屏仅在刷新屏幕数据时耗费电量,一旦完成一项信息的更新,就不需要其余任何的电量去维持它的显示。“这看上去就像信息被打印了出来一样。”奥黛丽说。

  目前,“纸手机”研究团队中还没有成员开始使用他们自己研发的产品。“因为这还只是一个样品,功能还不够全面。”奥黛丽向记者介绍说,纸手机中尚未设置SIM卡槽,拨打和接听电话需通过第三方设备进行,同时,配套电源的使用寿命还处在未知阶段,且程序运行速率也有待进一步提高。

  不仅如此,纸手机当前所采用的电子墨水还处于黑白两色阶段,这直接导致了纸手机在夜间等光线较暗的情况下使用不方便。奥黛丽对此进行回应时表示,“彩色电子墨水(ColorE-Ink)技术现在也已经有了,我们期望在不久的将来就把这项技术投入到纸手机的研发当中。”E-Ink官方网站在对彩色电子墨水的介绍中写道,彩色的电子纸显示器能够提供高对比度、日光下可读和低功耗等性能,它将进一步取消纸张和电子显示器之前的数字鸿沟,丰富完善电子图书、电子报纸、电子杂志、电子教科书等电子出版物的视觉体验。

  奥黛丽认为,也许有些人认为苹果的IPhone已经足够完美,但技术永远在进步,消费者对科技产品的期望也会跟随这种趋势。“我们相信纸手机未来将完全能够顺利迈向商业市场,因为它所使用的技术更便携、耐用,能耗低,十分环保,而且它还会调动起用户与真实世界之间的互动关系。”

  “无纸办公室”的未来构想

  在5月10日的温哥华“人机互动”国际前沿会议上,人类媒介实验室主任罗埃尔·沃特加尔演示了纸手机技术的平台原型—袖带式纸电脑(Snaplet)。

科学家发明超薄
超薄"纸手机"

  纸电脑不仅对纸手机显示屏的可弯曲性能做出说明,还展示了根据自身形态改变而更换功能的特性。当用户将纸电脑的袖带像手镯一样缠绕在手臂上,它的显示屏就显示为手表和媒体播放器;而当它被握在手里时,就又变回了掌上电脑;如果弯曲显示屏的两侧,纸电脑又会变成纸手机,可以拨打和接听电话。

  纸手机就和纸电脑一样,使用压力传感器来模拟触感,也内置了一块Wacom数位板以实现手写笔形式的信息输入。

  2008年,“纸手机”项目开题研究。而事实上,这一项目是建立在从2003年就开始研究的“纸窗”项目(PaperWindows)的基础上。“纸窗”将电脑上的视窗转移到纸上,通过移动、翻转和涂抹纸张来实现程序的控制、内容的复制和共享。它是完全无线的全彩数码纸。不过这一次,“纸手机”和“纸电脑”完全摆脱了纸张,为实现“无纸的未来”提供了可能。

  沃特加尔在接受CNN的采访中声称,“无纸办公室就在眼前了。所有的东西都可以以数字格式进行存储,你能把每个产品(纸电脑)叠加起来,那就像是一堆纸。”在他的构想中,A4纸在未来已经没有存在的必要。

  “我们目前正在研究办公设备中那些也许能被翻折的电子屏幕。”奥黛丽·吉德说。

  沃特加尔认为,在不远的将来,电脑的形式会变得多种多样,而可翻折电脑将出现在各种形式的电脑产品身上。“纸手机”项目的研究还只是刚刚开始,这些机械的用户界面早晚会被真实的人机互动所替代。

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  美国研究人员26日公布研究报告说,月球内部的含水量可能超过此前估计的100倍以上。这一发现可能会动摇某些有关月球起源的理论。

  凯斯-西部保留地大学、卡内基科学学会以及布朗大学研究人员利用离子微探针分析技术,分析了阿波罗17号飞船从月球带回的形成于大约37亿年前的月球熔岩样本。这种技术可以测定极低的含水量,并且精度很高。研究人员绘制该样本中水成分的分布图后发现,其所显现的含水量要比根据早先估计的含水量高出100多倍。他们还发现了高于预期水平的氟、硫和氯。

  “这些样品提供了观看月球内部含水量的最佳窗口,”凯斯-西部保留地大学地质学教授詹姆斯范奥尔曼表示,“从我们所知的水量丰富程度而言,(月球)内部似乎与地球内部非常相似。”

  这项研究成果27日将发表在美国新一期《科学》杂志上。研究人员认为,研究成果支持了有关月球起源的“同源说”,质疑了“大碰撞说”,后者的某些内容“需要重新评估”。

  国际上关于月球起源的常见学说有4种:“分裂说”认为月球是从地球分裂出去的一块;“俘获说”认为月球本是一个独立的行星,在靠近地球时被地球引力俘获;“同源说”认为地球和月球由同一团物质云同时聚集形成;“大碰撞说”认为在地球尚处于熔融状态时,一个大的天体与地球撞击,抛射出来的物质被送入地球轨道,逐渐聚集形成月球。

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  普通汽车燃油产生的能量中,被有效利用的大约只有三分之一,其余的三分之二大都通过废热的形式直接排放到环境当中。这不仅浪费了能源,也对环境造成了巨大压力。5月26日,美国《技术评论》杂志网站刊载的一篇文章称,由美国科学家研制的一种热电半导体材料,不但能够捕获这些被白白浪费掉的能源,还能将其转化为电能供汽车使用。研究人员称,由这种材料制成的热电设备有望将现有汽车的燃油经济性提高3%到5%。

  目前美国热电技术公司BSST与美国通用汽车公司全球研发中心都正在独立进行相关的研究和测试。BSST公司将在宝马和福特轿车上进行测试而通用则选择了雪佛兰SUV车型,两家公司选择的装车测试时间都在夏末。

  碲化铋是一种常见的热电材料,包含了昂贵的碲,其工作温度最高只能达到250摄氏度,但热电发电机的温度最高可以达到500摄氏度。所以BSST采用了另一种热电材料,这是一种铪和锆的混合物,这种混合物不仅在高温下工作状态良好,还能将热电发电机的效能提高40%。

  通用的研究人员正在装配的原型机所使用的是另外一种热电材料—钴和砷的化合物,其中还参杂了一些稀土元素例如镱。这种材料不但比碲化物便宜,还可在高温下工作。

  通用汽车公司科学家格雷戈里·迈斯纳说,整个实验过程旷日持久,过程极为复杂。由于存在着巨大的温度梯度,在热电材料接口上存在很大的机械应力,因此,如何使这种材料与汽车保持良好的电力和热力接触就成为了一个技术难点。另外,不同的物质加入在提高其耐热性的同时,也增加了热电材料的电阻,如何减小这种影响也是一大挑战。通过努力科学家们成功解决了这些问题,通用的计算机模拟显示,装备了这种热电设备的雪佛兰Suburban测试车能产生350瓦特的电能,可将Suburban的燃油经济性提高3个百分点。

  在解决了基本的技术问题后,将这种热电设备与现有车辆设备的完美融合成为了研究人员考虑的重点。虽然,在测试中研究人员已将碲化铋通过插入汽车排气系统的方式安装到了一辆SUV中,但迈斯纳对此并不满意,他说:“这看起来就像是一个消音器,我们需要设计出一些和车辆集成度更高的产品,而不是一个附加设备。”

  迈斯纳表示,由于这些材料的生产成本还有待进一步降低,可能还需要4年左右的时间才能投入商用。

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  近日暴发的德国肠出血性大肠杆菌疫情继续扩散,截至25日已报告600多例确诊或疑似病例。德国卫生防疫部门警告说,德国北部出产的黄瓜和西红柿可能是传染源。

  在已报告的600多例确诊或疑似病例中,有2人被证实死于这种疾病。患者主要分布在德国北部,其中汉堡和石荷州疫情最为严重,共出现400多个病例。德国负责流行病预防研究的权威机构罗伯特科赫研究所说,有140名患者病情较重,出现出血性腹泻和肾功能紊乱等症状。

  罗伯特科赫研究所说,德国肠出血性大肠杆菌病例从未如此集中出现,德国近一周出现的病例数量相当于过去一年的总和,患者中三分之二是女性。

  目前还不清楚此次疫情的传染源。罗伯特科赫研究所怀疑,传染源可能在蔬菜中。

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  美国北卡罗来纳大学25日公布的一项最新研究的结果显示,本国年轻人高血压发病情况比原先估计要严重。

  研究人员说,他们分析了2008年全美的一次健康调查结果。在那次调查中,美国有1.4万名24岁至28岁的年轻人参加。分析表明,在24岁至32岁的美国人中,目前约有19%的人患高血压。

  研究人员指出,造成美国高血压年轻患者增多的主要原因包括:饮食不健康、缺乏锻炼以及肥胖症蔓延等。

  研究人员称,高血压会引起一系列疾病,但不少人对高血压的严重性缺乏足够认识,因此有必要进一步开展普及高血压知识的教育。尽管患高血压的年轻人逐渐增多,但他们当中许多人对病情一无所知,这无疑对他们的健康构成更大威胁。

  这项研究结果发表在新一期美国《流行病学》杂志上。

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  据美国物理学家组织网5月25日报道,日前在美国新奥尔良举行的第111届美国微生物学学会会员大会上,蒙大拿大学的研究人员称,细菌等微生物在多种天气事件中都起着重要作用,对地球水文循环和辐射平衡同样至关重要。

  蒙大拿大学的亚历山大-米肖研究发现,在冰雹形成的第一个阶段就已经有细菌的存在,这意味着在冰雹形成早期细菌就参与其中。由于在云中形成的冰晶是形成降雪或降雨的一个重要条件,这些细菌微生物在冰晶的形成中又起着重要作用,因此除冰雹外,降雪、降雨等其他形式的降水可能也与此相关。

  米肖和他的同事是在对数个直径超过5厘米的雹块进行分析后得出上述结论的,这些冰雹收集自2010年6月该校所在地区的一场强对流天气当中。研究人员将这种大冰雹分成了四层,对每一层都分别进行融化和分析。结果发现越接近冰雹内核,可被培养的细菌数量越多。

  米肖说,成核的粒子或微粒是形成有效降水的一个重要条件,只有这样才能将水分子聚集在一起。已经有越来越多的证据表明,这些核可以是细菌或者其它生物微粒。

  出席该次会议的路易斯安那大学的布伦特-克里斯特纳说,云层中的悬浮微粒对冰核的形成起着重要作用。在云层温度相对较高的情况下,冰晶无法自发形成,必须有赖于冰核的存在。虽然各种各样不同的粒子都可以充当冰核,但是微生物微粒最为活跃,它们在零下2摄氏度左右就能加速冰晶的形成。目前研究最为充分的生物冰核是一种名叫丁香假单胞菌(P.syringae)的植物病菌。丁香假单胞菌具有的一个独特基因,能对其外部膜中的蛋白质进行编码,使其具有束缚水分子并将其排列在一起的功能。这种细菌提供了一种非常有效的冰核模板,可以大幅提高冰晶形成的速度。

  研究人员称,气溶胶云层仿真模型实验显示,高浓度的生物内核对冰晶的集中程度和尺寸、对流层中云层的覆盖状况以及地面的降水水平都有着直接的影响,此外还能减弱太阳对地球的辐射。大气中生物冰核的分布以及温度变化情况,都证明了生物冰核在地球水文循环和辐射平衡中扮演着重要角色。

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中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部叶恒强院士、杜奎研究员、博士生章炜与清华大学朱静院士、于荣副教授等合作研究,利用球差校正电镜发现在Laves相金属间化合物中,位错通过反复地在上下两个不同的滑移面间来回跳跃,从而以波浪形状的路径向前滑移。这种位错滑移机制的产生归结于Laves相中不同原子层之间结合力的不同。这种特殊的变形机制将有利于解释金属间化合物在高温变形时存在脆-韧转变的特性。该研究结果已在《物理评论快报》(Physical Review Letters)(106, 165505, 2011)上发表。
金属间化合物虽然具有优异的高温力学性能,适合用作耐高温材料,但是它们在室温下的脆性严重地阻碍了其工业应用。这类材料要实现塑性变形,往往需要加热到很高的温度(脆-韧转变温度以上),位错才可能被激活。由于金属间化合物具有复杂和特殊的结构,位错在其中的运动不像在金属中那样简单,它们的滑移往往需要涉及几个甚至几十个原子的协调运动,而不仅仅是在某个固定的滑移面上简单的剪切过程。这样,位错滑移的区域也由一个滑移面扩展为一个滑移区域。这样复杂的过程需要通过高温的热激活降低原子间的键合,从而使得原子的协调运动成为可能。但是,目前还没有足够的实验证据显示这个复杂滑移过程的具体步骤,以解释热激活是如何促进位错运动的。
科研人员利用球差校正电镜,在原子尺度上确定了Laves相中基面不全位错的核心结构,从而揭示了位错在一个柏氏矢量距离上的运动是由三个阶段组成的:首先,位错在结合力较弱的滑移面上以晶体学滑移的方式移动;接着,位错跳跃至另一个结合力较强的滑移面,以原子重整(shuffle)的方式实现三层原子的重新排列,从而避免了单纯晶体学滑移会造成的高能垒状态;最后,位错返回到原来的滑移面,继续晶体学滑移。由于位错在每个柏氏矢量距离的运动中都必须经历一次原子重整,因此位错的运动需要热激活的帮助才能完成。
另外,通过对位错周围的定量应变分析,研究也发现了这一特殊的位错结构周围具有异常的应变场分布。虽然利用Foreman模型计算出的位错周围的应变场分布和实验得到的大致相符,即滑移面上半部区域是压应变状态,下半部区域是拉应变状态,但是实验得到的拉应变却是一种花瓣形分布,与集中分布在位错正上方的压应变呈现非对称的形态,甚至在位错核心正下方没有任何应变分布。这种奇特的应变场分布,跟这种特殊的滑移过程导致的位错核心结构有很大关系。这也同时表明,要得到精确的位错应变场分布,尤其是在具有复杂结构的材料中,往往需要精确地确定位错核心结构。
Laves相中波状滑移机制的发现,不仅有助于理解金属间化合物的脆-韧转变,也将丰富对金属间化合物中位错运动机制的认识,同时也扩展了对于位错性质的认知和理解。自然界中很多脆性材料都具有比较复杂的结构,这也将预示这种波状滑移机制有可能用于解释更多材料的变形过程。
该研究得到了国家自然科学基金的资助,同时也得到了北京电子显微镜中心和上海超级计算中心的支持。(来源:中科院金属研究所)
 
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雌军舰鸟:“先闻一下再说。”
(图片提供:Sarah Youngren/Wikimedia Commons)
一只雌军舰鸟在一群雄军舰鸟的上空盘旋,后者会立即膨胀起它们像红气球一样的喉囊,借以展示自己的“男子气”,而这只雌军舰鸟最终也会在一只最大、最红的“喉囊”边落下脚来,并且陪伴在它的身边。
但是这种大小与鸡相仿的海鸟却可能会突然甩了自己未来的伴侣,前提是雄鸟闻起来与自己太过相似。
通过分析夏威夷种群的军舰鸟的基因,研究人员发现,雌军舰鸟更喜欢与那些携带了一组名为主要组织相容性复合(MHC)标记物的蛋白质的雄军舰鸟交配,后者从遗传学角度来说与前者差异很大,而不论这两只“爱情鸟”是否是亲戚。
鱼类和哺乳动物似乎都能够通过嗅觉区分不同的MHC蛋白质,因此鸟类可能也会这样做,研究人员在5月24日出版的英国《皇家学会学报B》报告了这一研究成果。
研究人员推测,由于MHC蛋白质与免疫响应有关,因此来自父母双方的不同排列的蛋白质将有助于后代避免更多类型的病原体的侵袭,这可比一个漂亮的大喉囊重要得多。
军舰鸟是一种大型热带海鸟,全世界目前已知的有5种,主要生活在太平洋、印度洋的热带地区。其捕食时的飞行时速可达400公里左右,是世界上飞得最快的鸟之一。军舰鸟还会通过骚扰其他带着猎物归来的海鸟获得食物。通过对其他正在飞行的鸟儿进行干扰,它们经常会得到从其他海鸟嘴里掉落下来的食物。(来源:科学时报 赵路)
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加拿大一项调查显示,在女性眼中,骄傲的男性最有吸引力;男性则喜欢笑容迷人的女性。
看照片
加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学心理学系教授杰茜卡·特蕾西组织两项实验。
第一项实验中,研究人员找来100名志愿者,给他们看异性不同表情照片。这些表情分别是高兴、骄傲、羞愧和中性。
研究人员让志愿者从1分至9分给异性照片的吸引力打分,9分为最高分。
第二项实验中,研究人员找到不同国籍和年龄的志愿者,其中包括740名加拿大大学生和120名中间年龄为39岁的北美成年人,给他们看不同异性的照片。照片中人同样有四种不同表情。志愿者按照自己喜好打分。
存差异
统计结果显示,男性志愿者眼中,满面笑容的女性最有吸引力,平均得分超过5分;看起来高傲、自信的女性最不受欢迎,平均得分低1至2分;女性志愿者,无论年龄,都喜欢骄傲的男性。但年轻女性认为面带笑容的男性最没有吸引力。
研究人员认为,这一结果在一定程度上有助解释为何女性喜欢“坏男孩”。
加拿大广播公司5月24日引述特蕾西的话报道:“总体来看,结果反映至少是西方文化中的传统观念。”
她说:“女性认为微笑的男性吸引力不大。这样看来……那些认为微笑能增添魅力的男性想法错误。”与此相反,“微笑的女性非常有吸引力,微笑是女性最吸引人的表情”。
研究报告24日由美国心理学会期刊《情绪》网络版发表。
重人品
研究人员说,先前已有研究显示微笑的女性最有吸引力,但这是首次有研究表明,男性快乐表情的吸引力不大。
研究人员尚不清楚男女差异的原因。他们猜测,笑容会让男性看起来较为女性化,缺乏“霸气”。
特蕾西说,还需要进一步研究以确定人们在社会交往中是否也存在与看照片时相同的偏好。
研究人员强调,实验的目的是研究人们对异性表情的第一反应,这并不意味着男性在寻求与女性建立长期关系时应采取“不笑策略”。
“人们想要建立长期关系时,他们考虑的不仅是性吸引力。人品如何是一件大事,”特蕾西说,他们的研究并不是说男人不要笑。(来源:新华网 荆晶)
 
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近日,为做“性取向与性别知觉”研究,中国科学院心理研究所博士后蔡鹏在网上发帖,招募有同性恋倾向者参与实验。此帖刚传上网即引来众多网友围观热议。
5月23日,北京师范大学蛋蛋网上出现一则《中国科学院心理研究所嗅觉实验室招募实验参与者》的帖子。帖子称,实验室正在进行一项有关性取向和性别知觉的研究,希望招募数名有同性恋倾向者参与实验。发帖者承诺保密每名参与者的个人资料和信息,研究分3次进行,每次30分钟左右,实验结束后参与者将得到120元的酬劳。帖子还对实验参与者提出嗅觉正常等4项要求。
该帖刚传上网即引来众多网友围观。网友“清凉峰”称:“好奇怪啊,为什么要求有同性恋倾向啊?”网友“xuyao930511”说:“哇哇,第一次看到有这样的实验,好神奇啊!”也有网友质疑发帖人炒作,对同性恋倾向者歧视。
25日下午,发帖人蔡鹏表示,发此帖纯粹是为了招募实验者进行科学研究,实验明天开始进行,目前已有四五人报名,会严格保密参与者隐私。至于更多实验内容,蔡鹏表示为了实验效果不便透露。
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第 61 页,共 114 页