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  科学网(kexue.com)讯 秋天已至,一群群的大雁又从南往北的迁徙,每到这个时候大雁飞行阵型的研究都会达到个小高潮,那么,大雁整齐阵型飞翔到底用意何在呢?

  在现有的大雁人字形编队说法中,“节省体力”的解释流传最广。然而,这个解释还停留在假说阶段。目前为止,科学家还没有确凿的证据来支持它。1914年,德国的空气动力学家卡尔•魏斯伯格(Carl Wieselsberger)经过简单计算后首次提出大雁飞人字形可以节省能量这一假说。他认为,大雁翅膀扇动会引发尾流的涡旋,而涡旋的外侧正好是向上的气流。如果相邻的大雁刚好处在上升气漩里,那么他们的飞行就会大大省力。

  这一结论很快受到科学界的推崇,1970年,里萨满(Lissaman)和斯科伦伯格(Schollenberger)利用日臻成熟的空气动力学理论首次给出了一个估算。他们发现,与单个大雁相比,一个由25只大雁组成的人字形编队可以多飞71%的航程。他们还得出,最佳的人字形夹角为120度。一时之间,这成为了教科书般的事实。

  然而经过科学计算的不断标准化精确化,有科学家质疑在里萨满和斯科伦伯格的研究中,他们并未给出具体的计算公式和计算过程。而他们采用的模形也过于简化:先是假设这些鸟不扇动翅膀,而是像固定翼飞机一样僵硬;同时也没有考虑光滑的机翼和毛茸茸的翅膀之间的区别。此后,一批更深入的理论研究证明,大雁编队飞行的能量利用率远没有文章中提到的那样高。不管此类工作如何细致,模型如何复杂,严谨的科学家们还是批评这些理论计算过于理想化。光凭理论计算,似乎无法博得人们的青睐。

  虽然科学家们尚不能证明人字形和一字形编队能够节省长途飞行的体力,但是这种编队形式的其他好处已经被证实了。鸟类学家发现,加拿大大雁的眼睛分布在头的两侧,各自可以覆盖从正前方往后的128度角的范围。这与这些大雁编队飞行的极限角度相一致。换句话说,每一个在编队里飞行的大雁都能看到领队鸟,而领队鸟也可以看见全部的编队成员。因此,这些鸟类选择人字形和一字形至少有一个确定的理由:在编队飞行中,每一只鸟都能看见整个编队,从而能够更好地进行相互交流或者自我调整。(科学网-kexue.com 重林)

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  日本冈山大学的研究人员最近开发出一种利用氧化铁化合物制成的新型太阳能电池。该太阳能电池的吸光率是以往硅酮制太阳能电池的100多倍。

  据冈山大学研究生院教授池田直介绍,除可见光外,这种太阳能电池还能够吸收以往太阳能电池无法利用的红外线发电。因为能够产生热量的物体都会发出红外线,因此各种发热设施都可能成为新型太阳能电池的发电来源,而且在雨天和夜间也能发电。

  制造这种新型太阳能电池的氧化铁化合物呈粉末状,可以薄薄地涂抹在作为媒介的金属上,因此新型电池形状更加多样,而不仅是平板状。

  池田直说,争取2013年让这种新型电池达到实用水平,并把制作电池的成本降至每千瓦1000日元(约13美元)。(蓝建中)

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人造肉不久就问世

  北京时间9月5日消息,据英国《新科学家》杂志报道,当你可以在实验室里利用动物的分子生长出汉堡和香肠,为保护环境出一份微薄之力时,谁还需要屠宰动物?最初人类为了获得肉食,需要四处寻找和捕杀动物。后来我们慢慢学会了如何饲养它们。现在我们即将迎来另一项重大突破。不出几个月实验室里就能培育出可以食用的人造肉,它们不仅包括普通的肉,而且还有汉堡。外来动物的肉有一天将会变成我们厨房里的常见食品。

  最近研究人员齐聚瑞典哥德堡市,策划不用屠宰牲畜就能获得肉食的方法。过去10年间科学家一直在研究无痛肉食方法,但是稍后出现的几次虚假曙光,并未改变一个不争的事实。哥德堡市查尔姆斯理工大学的朱莉-古尔德表示:“至今还没有人生产出试管肉。”她负责组织了这次会议。据荷兰马斯特里赫特大学的马克-波斯特说,第一批实验室培育出来的香肠可能会在6个月内变成现实,他是这项技术的主要先驱和忠实拥护者。波斯特已经利用猪细胞进行了试验,最近找到在实验室环境下培育肌肉组织的方法。而且他已经培育出类似肌肉的肉条,每个长2.5厘米,宽0.7厘米。

  波斯特确信他培育的组织条通过每天练习,结构会跟真正的肌肉一模一样。他先把这些组织固定在维可牢上,然后拉伸细胞,令其离开维可牢表面。即使如此,这些人造肉条看起来仍没有生机,令人看后没有食欲。他说:“它看起来很白,这是因为它里面没有血液,而且肌血球素和含铁蛋白的含量也很少。目前我们正在寻找增加肌血球素,让它变得色泽更好看的方法。”在一位不愿透露姓名的慈善家的资助下,波斯特准备扩大这项研究工作的范围,利用牛细胞进行试验。他说:“我希望我们能在1年内在实验室里培育出汉堡。”

  猪肌肉干细胞增殖能力有限

  瑞典林克平大学的生物伦理学家斯特伦-韦林说:“我认为以后我们可以吃到所有以前非常稀少的肉类。”他是本周举行的这次会议的另一名组织者。他表示,我们的肉食选择主要受到动物是否易于驯养的制约,而不是这种肉是不是最好吃。有了人造肉,这些规则将不再适用。因为你只要拥有一些肌肉干细胞,就能开始生产过程,这些东西相对比较容易从非常稀少或者异国动物身上获得。由于这么做不用杀死动物,由熊猫汉堡引起的伦理问题就会不攻自破。

  促使波斯特的研究过程放慢脚步的一方面原因,是猪肌肉干细胞在培养过程中的增殖能力有限。它们只能分裂20到30次,这迫使波斯特不得不经常重新回到原点,从猪的组织里提取新鲜细胞进行研究。荷兰乌得勒支大学的伯纳德-罗伦是哥德堡会议的另一位参与者,他可能对解决这一问题有帮助。他正在从猪肌肉里提取不同种类的干细胞,以便在几个月内确定这些细胞的增殖能力。2008年,他分离出肌源性祖细胞(MDPCs),这种细胞或许能胜任该任务。他说:“如果我们从1000个细胞开始,3个月后我们就会拥有几十亿个细胞。”

  实验室造肉好处多多

  然而问题是,即使波斯特在未来12个月内能够培育出实验室汉堡,我们大家会愿意食用吗?古尔德指出,没人清楚这些肌肉块是什么味道。规章制度严禁食用利用胎牛血清培育的实验室组织,这是因为它可能含有毒素或者其他有害污染物。摄取利用动物产生的人造肉,也有违不屠宰动物的初衷。荷兰阿姆斯特丹大学的约斯特-泰克拉-德马图斯以及其他人目前正在努力研制利用蓝细菌培养的肌肉组织,它能产生动物细胞所需的丰富的氨基酸、糖和脂肪。研究人员非常清楚,他们的工作可能会被认为有违自然规律,因此会很难获得资助。不过人道对待动物者组织已经为其提供了100万美元,用来研制第一批商用人造肉。韦林指出,试管肉可以取代的家畜通常都生活在非自然环境下,它们确实少不了激素或者抗生素。

  人造肉对环境产生的影响更小。牛津大学的汉娜-托米士托估计了生产1000公斤实验室肉,需要多少能量、水、大规模生产所需的土地和细胞基础的药品运作。她把这些结果与生产1000公斤牛肉、羊肉、猪肉和家禽肉需要付出的环境代价作比较。她说:“人造肉对环境产生的影响非常低。例如,实验室培育的肉所需的土地比人工饲养的牛肉少99%。”韦林表示,这一结果进一步证实自然和非自然之间的分界线并不像看起来那么清晰。他说:“(在实验室里)培育肉将能腾出更多自然空间。看一看绿色政党会对此做出什么反应,一定会很有趣。”(孝文)

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给昆虫洗脑

  科学网(kexue.com)讯 近些年来科学界对机器人研究的风挂的愈演愈烈,机器人也与正常人类越来越靠近,然而高昂的研究经费使得机器人的生产普及也仅仅停留在纸上谈兵的境地。今日,美国开始另辟蹊径,以另一种方式研究机器人。

  美国DARPA国防高级研究计划局 在Michigan 大学开设了一个研究小组,他们正在试图给昆虫洗脑,并通过芯片的植入让昆虫便成一个可控制的机器人。

  这个研究小组觉得这种方法比开发一个迷你机器人或许更方便,成本更低。而且存在理论上的可行性。插入昆虫里的芯片的供电问题是一个比较棘手的问题,然而多数昆虫有一队煽动的翅膀正好给研究行了个方便。

  研究者们首先在昆虫身上安装压电发电装置,可利用昆虫翅膀的扇动而发电。这里才生的电能恰好可变为控制这些昆虫大脑芯片的电力,从而达到给昆虫洗脑的目的。

  "昆虫翅膀的煽动频率有些快的惊人,利用它来发电时一个新的设想,如果能对这些资源加以利用,收益将会非常大,"研究者说。(科学网kexue.com 重林)

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  香港学者经过八年的跨学科研究首次破解传统中医针灸的止痛原理,研究发现针灸是借针刺产生声波讯号,启动细胞的钙离子流动,产生胺多酚物质达到止痛效果。

  据香港媒体报道,有关研究是由香港大学医学院前院长林兆鑫、香港应科院前行政总裁杨雄哲,以及港大医学院助理教授李耕共同进行,过去八年他们最先利用猪、牛肉做测试,其后在老鼠、兔子身上做针灸,最后进行人体测试。

  杨雄哲表示,他们利用了磁共振摄影技术,成功发现针灸时因震动会产生横切声波,并由肌肉充当传导体把声波在体内传导。当声波到达细胞后,会打开细胞壁的钙离子通道,令钙离子能与白血球互相作用,产生胺多酚,发挥止痛的效用,而这副“止痛药”不会上瘾也没有副作用。

  杨雄哲指出,进行临床研究时,分别于志愿者小腿的外丘穴及非穴道的肌肉施针。结果发现,当针刺在穴位时,其形成的横切声波能传递到6至8厘米深;但当针刺在非穴位时,其传递距离只有不足一半。以往外界一向认为针灸是通过刺激人体神经产生疗效,但未能解释为何能有持久效果,这次研究则证实横切声波同时会启动细胞内钙离子流及钙震荡,达到频率放大效应及记忆能力,令针灸后效果可维持1.5小时。

  李耕指出,可以利用针灸达到调理人体内的平衡,对防止衰老有作用。在美国一些大城市,近年兴起用针灸方法影响人体荷尔蒙分泌,成功将女性更年期延后,达到保持青春之效,不少踏入中年女性对此趋之若鹜。

  林兆鑫则表示,以往针灸因为没有科学理据支持,西医并不相信其疗效,但这次证实针灸绝非另类疗法。日后可继续循横切声波及钙离子通道等方向,就特定疾病、疗效或穴位作针对性研究。

  针灸是一门古老而神奇的科学,在中国已有逾3000年历史,因缺乏科学理论的支持,虽然现在已被广泛应用,却仍被西方医学界视作另类疗法。

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  病菌对抗生素产生了耐药性怎么办?或许可以用另一种细菌来杀死它。新加坡研究人员利用合成生物学手段,通过基因改造使大肠杆菌分泌专门的毒素,成功杀死绿脓杆菌。

  绿脓杆菌是一种生存能力很强、对多种抗生素和消毒剂有耐药性的细菌。它对健康人的影响较小,但对免疫力低下的人群有很大威胁,是导致医院感染的主要菌种之一。

  不同类型的绿脓杆菌之间因生存竞争而存在“内战”,它们会分泌称为绿脓菌素的毒素,彼此攻击。每种绿脓菌素只对特定菌株起作用。新加坡南洋理工大学的研究人员利用这种特性,给大肠杆菌植入基因,使其分泌可杀灭感染人类的绿脓杆菌菌株的毒素。

  在这种大肠杆菌作用下,实验室中培养的绿脓杆菌只有1%能够存活,绿脓杆菌形成的生物膜也比正常情况下稀薄得多。生物膜是由细菌及

  相关成果发表在新一期的英国《分子系统生物学》杂志上。研究人员说,这是将合成生物学应用于抗感染的第一个例证。

  不过这一方法目前还有缺陷,离实用尚有距离。例如,目前该方法只有在大肠杆菌数量比绿脓杆菌多几倍时才有效,而很多情况下不宜往感染部位大量添加细菌。

  研究小组正在设法改进这种方法,并在培养另一种大肠杆菌菌株,用于杀灭霍乱弧菌。
 

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  北京时间8月10日消息,据国外媒体报道,Google+存在一个安全漏洞,在与Google Talk整合后,用户可以利用这个安全漏洞访问公共电脑上其他用户的IM联系人信息和对话内容,甚至可以偷听其他用户间的聊天。

  谷歌承认Google+存在这个安全漏洞,表示该漏洞还会影响到使用多个谷歌帐号的用户,目前谷歌正着手研究开发相关的补丁程序。

  与GMail整合Google Talk的方法一样,Google+整合Google Talk后可以实现IM通话功能,而这一功能需要Google+定期与谷歌IM服务器进行通信,该漏洞正是利用了这点。谷歌发言人指出,这个漏洞非常罕见,目前公司正在开发补丁程序,建议广大用户在离开电脑前习惯退出谷歌帐号。

  此外,Google+用户对无法使用谷歌企业帐号访问这项服务颇为不满,谷歌表示,今后将增加企业帐号对Google+的支持,不过,谷歌并没有给出增加这项功能的时间表。(清雨)

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在夜间爪子呈现荧光色

外貌与普通狗相同

  科学网(kexue.com)讯 照片中的小狗看上去和普通的宠物狗没有区别,可是到了夜里,你就会惊奇的发现,他竟然有荧光 的爪子,而且它荧光的爪子竟然还有“开关”。

  韩国科学家曾利用基因复制工艺,让狗狗的鼻子、脚掌能在黑暗中发出萤光,据了解,这些萤光犬 有助于找出人类疾病,如阿兹海默症、帕金森氏症的治疗方案;现在这项研究有了新的进展,他们 可藉由药物,将萤光犬关灯,不在发亮!

  韩国首尔大学兽医学院于2009年,成功繁殖出一只带有红色萤光蛋白(RFP)基因的米格鲁鲁皮(Ruppy);在经过2年研究后,研究团队则让另一只具有绿色萤光基因(GFP)的米格鲁泰宫(Tagon),能够切换开关灯方式。

  科研组负责人李秉春(Lee Byeong-Chun)说:“塔根的出现为我们的研究开辟了新天地,因为通过注射令狗狗发光的基因,可以用来取代引发致命人类疾病的基因。”他表示,他们利用体细胞 核移植技术培育出塔根,该大学科研组2005年曾利用该技术培育出世界首只克隆狗史努比。科学家表示,由于人和狗拥有268种共同疾病,因此培育出一种可以通过人工方法令其表现出这些症状的狗,将有助于寻找用来治疗折磨人类的多种疾病的方法。

  据研究团队指出,人类与狗有268种疾病是共通的,因此利用基因工程工艺,让狗狗的细胞发出萤光,便能使研究者容易观察实验过程与结果,如干细胞修复及器官、组织再生是否起作用等。

  (科学网kexue.com 乔尔)

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  日本山形大学日前宣布,其研究者开发出了一种平时像橡胶一样柔软,但在磁场中就会变得像塑料一样坚硬的新材料。这种材料有望用来制造抗震构件、汽车缓冲材料和可分散人体重量的功能性家具。

  日本山形大学的研究小组在聚氨酯树脂中添加直径3微米的铁粒子,然后利用永久磁铁制造出300毫特斯拉(磁感应强度单位)的磁场,十分之一秒后,铁粒子就会呈直线排列起来,使得橡胶材料也变得坚硬起来。根据磁场强弱,这种新材料的硬度最多能达到原有硬度的180倍。此前也有研究致力于开发同类材料,但其硬度只能达到原有硬度的3倍。

  山形大学研究小组开展的测试显示,利用这种技术制造的直径3.5厘米、高5厘米的橡胶圆柱体,其硬度足够承受8吨以上的压力。而去除磁场数十秒后,这种材料就能恢复其原有柔软性。(记者蓝建中)

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Orange公司设计了一款利用高声音乐就能为手机充电的T恤衫


这款T恤衫的制作原理并不复杂

  派对是让每个人都为之兴奋的活动,跟好友聚在一起狂欢喝酒,会是一天之中最为放松的方式,但如果玩得正尽兴时,手机没电了,也许就会让聚会早早收场,这无论对自己,还是对朋友都是一件十分扫兴的事情。人们常常会幻想,若是拥有一台可以自动充电的手机,该是一件多么让人兴奋的事情。现在,这一切都不是梦想,法国电信运营商Orange公司将让这一切成为现实。

  Orange公司的研究人员在同样遇到派对中手机没电的遭遇后,突发奇想,制作了一件利用音乐就可以自动为手机充电的T恤衫,即将高科技与生活时尚合二为一。在本周,他们就将这款可利用高声音乐为手机充电的新型T恤公布于众。据介绍,这款未来派T恤衫是通过使用声音感应技术来实现其充电性能的,虽然该项发明并没有利用到时下最为流行的绿色能源,如太阳能、风能等,但是它绝对也是一项高科技的绿色发明。值得一提的是,这款高科技T恤衫的充电过程也十分简单,无论何时,只要发现手机没电了,就可将手机插入未来派T恤衫前方特制的“口袋”中,当周围狂野的音乐一响起,手机就进入充电状态了,带着你的手机,穿着这件高科技的时尚T恤衫,尽情的在舞池中摇摆,再也不需要担心手机没电自动关机了。当然,周围音乐的声音越大,手机充电所用的时间就越短。只要身处有音乐的氛围中,手机就能快速完成充电。

  研究人员透露,这款T恤衫的制作原理并不复杂。它的内部置有一张A4大小的压电式薄膜,它可以从声波中吸收一定的压强,然后将压电式薄膜中的电流压出,从而电流就会从T恤衫内部的蓄电池中转入到各种型号的手机电池中,充电也就因此而完成。英国Orange公司的负责人安德鲁—皮尔斯(Andrew Pearcey)表示,如果处于一个较为活跃的节日氛围中,例如Glastonbury音乐节,大家就会发现,声音是一个十分明显的媒介,因此科学家将它用作今年该发明的原型是十分英明的

  Orange公司将选在一场宴会上来现场进行该未来派充电T恤衫的实验,并会观察和总结出哪个音量能让电池最为快速的充满电。此项研究的合作者托尼—安德鲁斯(Tony Andrews)表示,声音震动中的男低音音频就是最好的例子,它能够产生足够的震动,利用男低音音频大小的音量,就可以使类似压电式薄膜的材料中产生出电流。他近一步表示,这项技术能够很好的解决手机应急式充电的问题,他同时也很期待能亲眼目睹Orang公司公开在现场做该项实验的场面。(尚力)

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