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知新
2007-04-11
刘县书

    树蛙飞檐走壁的几何学

    原产于澳大利亚和印度尼西亚的白色树蛙能在垂直的树上保持稳定并灵活移动,它们是怎么做到的?动物学家知道它的脚趾垫上有一层薄的黏液,能提供黏着在树皮上的附着力,但它又如何能随时脱离这种黏着、灵活地跳开呢?实际上,它们把脚趾从附着的平面上拿开的过程,相当于人从身上揭下橡皮膏。

    英国格拉斯哥大学的研究人员实验研究了树蛙的脚趾垫以不同角度接触平面时产生的摩擦力和黏力,结果发现,当角度超过90度时黏着力会迅速减弱。所以,当树蛙需要保持在一个平面上时,它会让自己的脚趾与平面的角度保持在90度之内;而当它需要离开时,便增加脚趾与平面之间的角度。

    女性干细胞更管用

    一项新研究发现,从雌性小白鼠肌肉中提取的干细胞,当用于移植治疗时,再生肌纤维的能力比来自雄性小白鼠的干细胞更强。研究者推测,人类干细胞可能也是如此。

    美国匹兹堡大学医学院的研究人员将来自健康小白鼠的干细胞注入得病的小白鼠——它们患有一种类似人类遗传病杜馨氏肌营养不良症的疾病,这种病的患者缺失一种帮助肌肉细胞形成肌肉组织的dystrophin蛋白,后果是病人的肌肉将会瓦解,逐渐被脂肪所替代,当心脏和横膈膜中的肌肉被脂肪所替代时,患者将死于心脏或呼吸系统故障,他们很少能活过25岁。

    在注射干细胞后,研究者测量小白鼠肌纤维再生的情况。结果发现,无论接受移植的小白鼠是雌是雄,较之来自雄性的干细胞,来自雌性小白鼠的干细胞总能长出更多的肌纤维。

    “吃”混合垃圾的发电装置

    美国普渡大学为军方研制出一种能利用食物垃圾和无机废物发电的装置,它同时运用了三种“武器”来完成这一任务。

    一种是生物反应器,它能通过酶和微生物将食物垃圾转化为乙醇;其次是一种气化装置,能在低氧条件下通过高温加热,将塑料、木头、纸等其他残余物转变为甲烷、丙烷等气体;第三种“武器”是经改良的柴油机引擎,它能将可燃气、乙醇及柴油燃料,以可变的比例混合燃烧。该装置开始发动的数小时内使用柴油燃料,然后往机器内装入混合垃圾,产生的乙醇和可燃气将逐步取代柴油燃料(柴油燃料继续保持极少量地滴入)。

    研究者希望最终将这套装置缩小到相当于一辆悍马拖车的大小,因此可在灾难救援现场或战场上找到用武之地。

    冷冻物体“逼出”量子行为

    最近,科学家成功地将一枚硬币大小的镜子冷却到了接近绝对零度的温度。利用激光冷却技术,有朝一日我们将能观察到大物体的量子行为。

    量子理论被用于描述经典力学无法解释的微观尺寸的粒子行为,但对于更大的尺寸,物体的温度和运动似乎抵消了量子效应。要想观察到更大尺度上的量子效应,需要将物体冷却到接近绝对零度的温度(即开尔文温度的零度,相当于摄氏零下273.15度)。那时,原子失去了所有的热能,仅仅进行量子运动。

    实验由麻省理工学院与加利福尼亚理工学院、德国爱因斯坦学院合作进行。他们利用激光冷却技术,将一枚硬币大小的镜子降到了0.8开尔文温度。在如此大小的物体上,这是人类创造的最低温度记录了。虽然这一温度仍不足以观察到小镜子的量子效应,但已让科学家看到了希望的曙光。他们相信,经过继续努力,将能观察到压缩态的发生、量子信息储存、镜子与光之间量子纠缠等量子效应。

    

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