衣 “隐形斗篷”遁形有方
□记者 黄堃/伦敦报道
许多魔幻题材故事中都有神奇的“隐形斗篷”。科研人员过去也曾制成能使极微小物体在特定条件下隐形的装置,而英国研究人员近日报告说,他们已实现使厘米级物体在特定条件下隐形。
英国伯明翰大学等机构的研究人员在新一期英国《自然-通信》杂志上报告说,他们利用具有双折射光学性质的方解石晶体制成一个“隐形斗篷”,可在其中隐藏几厘米大小的物体。不过这个装置还有一些缺陷,比如只对可见光波段具有某种特定偏振属性的光有效,也就是说只有用这种特定光线照射时才有隐形效果,但这已经是“隐形斗篷”研究中的一大进步。
人眼能看见物体是因为有来自目标物体的反射光刺激人的视觉器官,因此“隐形”研究的着眼点基本都是如何使入射光绕过目标物体,从而无法形成反射光。以前研究者常关注一些具有特殊光学属性的人工合成材料,并用其制成了一些“隐形斗篷”。不过,这些隐形装置大多只对红外线等非可见光有效,本次研究中所用的光线虽然也有限制,但已属于人眼可见光的范围。
此外,由于材料技术上的限制,以前的“隐形斗篷”只能“藏匿”比头发丝还细的极微小物体。最近的研究发现,方解石的特性有助于解决这个问题,一个美国小组刚刚在数天前报告说,他们借助采用方解石材料的装置成功使约两毫米大小的物体隐形。而本次研究首次做到了使厘米级的物体隐形。
由于方解石是自然界中较易获得的材料,伯明翰大学的研究者认为,今后还有望用这种材料做出体积更大的“隐形斗篷”。
食 人造肉”实验室“种”
□黄敏
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“人造肉”。资料照片 |
肉也可以在实验室“种”出来?美国研究人员正致力于研制人造肉。按照设想,消费者可以根据自己喜好,无论猪肉还是羊肉,肥肉还是瘦肉,都可以让生物反应器长出来。
南卡罗来纳医科大学发展生物学家、组织工程师弗拉基米尔-米罗诺夫现年56岁,从十多年前开始肉类研究,是全世界少数几个研制人造肉的科学家之一。
米罗诺夫从火鸡中提取成肌细胞,将它们浸泡在牛血清营养液中,营养液盛放在甲壳素制成的支架上,培养出动物骨骼肌。至于如何使人造肉呈现多汁肉感,路透社援引研究人员之一尼古拉斯?吉诺维斯的话报道,一些科学家建议添加脂肪,另一些科学家建议添加血管组织,这样内部细胞也能吸收氧气,有助长成肉排,而非仅是瘦肉条。
按照米罗诺夫的设想,人造肉生长于生物反应器。这种生物反应器可大可小,可以是厂房内的大型反应器,也可以是杂货店中咖啡机大小的反应器。
“它将是定制的功能性天然食品,”米罗诺夫说,“你想要什么口味?要一点儿肥肉、猪肉还是羊肉?我们完全按照你的要求定制,可以定制(肉的)质地。”
米罗诺夫说,荷兰也在研制人造肉,而在美国,研制工作遭遇两大难题,一是研究资金,二是市场需求。他说,人造肉是一项具有争议的技术,“将任何一项新技术推向市场平均耗资10亿美元,而我们连100万美元都没有”。
人们对人造肉有一定抗拒心理,接受还需时间。吉诺维斯说:“当人们发现肉是实验室‘种植’而成会心生厌恶,他们不喜欢食物与技术相关。”
“我们今天食用的许多产品,感觉是天然食物,其实生产方法类似,”吉诺维斯说,“酸奶由酵母人工培养而成,还有红酒和啤酒,这些并非出产于实验室,人们接受了这些产品。”
研究人员看好人造肉未来市场。吉诺维斯说,人造肉的价格终将低于饲养肉,如果民众能够接受这种肉,那么未来利益可观,而且有助于解决耕地面积减少带来的食物危机。
吉诺维斯说,地球上30%的地表与生产动物蛋白质相关,动物产出1千克肉需要消耗3千克至8千克养分,产能相当低。此外,动物消耗食物,产生排泄物,而人造肉没有消化系统。
“进一步而言,如果我们进行星际探测,需要在宇宙中生产食物,不可能随身带一头牛,”吉诺维斯说,“我们必须考虑这些点子以取得进步,否则我们将停滞不前。15年前谁又能想到iPhone?”
住 绿色“方舟”结实环保
□欧飒
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绿色“方舟”。资料图片 |
俄罗斯建筑学家亚历山大?列米佐夫构想出一个蜗牛壳形状的房子,结实环保,号称绿色“方舟”。房子利用太阳能和风能维持运转,拥有独立的生命保障系统,适用于海洋、沙漠等不同环境,可用作饭店或临时避难所。
依照列米佐夫的设计,“方舟”看上去像是一座温室。它的外壳固定在金属框架上,用乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)塑料制成。这种塑料抗腐蚀,强度高,耐受温度范围广,摩擦系数小,不易附着尘土,是北京奥运会标志性建筑之一“水立方”的主要建筑材料。圆弧外形增强“方舟”抗压性能,金属框架有助于分散冲击力,使建筑抗震。设计图显示,一种“方舟”建在陆地上,另一种靠蜂窝结构底部提供浮力,可漂浮在水面上。
国际建筑师协会发起一个项目,向建筑师征集可用于救灾的建筑设计。列米佐夫的设计属于其中一部分。不过,“方舟”不限于让人们遭遇自然灾害时避难,写字楼、公寓楼和饭店同样可以采用这种设计。
按照列米佐夫说法,设计建筑需要考虑两件事:一是安全,让建筑能抵御各种极端天气;二是环保,不让建筑居住者活动破坏自然环境。
“方舟”整体通透,节省照明用能源;可收集雨水,净化后在建筑内循环使用。无论室外风霜雨雪,栽培着大量植物的“方舟”内总是春意盎然,空气清新。这些植物为“方舟”提供充足氧气的同时,还为居民们提供食物。
列米佐夫把风力发电机设计在建筑中央,在外表面覆盖太阳能电池板。列米佐夫告诉美国有线电视新闻网记者,建筑采用蜗牛壳状外形“有助于形成气流,增强风力发电机效能”。
一座小型“方舟”可容纳50人,大型“方舟”可供1万人居住。
目前设计尚停留在图纸阶段。列米佐夫和合作伙伴正在寻找投资方,以期设计变为现实。他们预计由于建筑轻巧、简单,建设费用不会太高。
列米佐夫接受德国《明镜》周刊采访时说,可先生产出“方舟”组件,需要时“三至四个月就可组装完毕”。
列米佐夫读硕士研究生课程时,把设计不产生污染的建筑作为研究课题。他设计“方舟”过程中,列夫?布里特温给予不小帮助。后者曾为国际空间站设计节能方案。
行 “人造汽油”物美价廉
□荆晶
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“人造汽油”给汽车加油。资料照片 |
就在有车族为日益高涨的油价愁眉不展时,英国一家公司宣布研制出“人造汽油”。这种汽油不但价格便宜,而且燃烧后对环境无害。公司方面表示,如果一切顺利,人造汽油将3至5年内进入市场。
人造汽油由英国塞拉能源公司研制,主要原料为氢。如今,研究人员正在进一步优化配方,以期制造出性能稳定的燃料。
英国《每日邮报》引述公司首席执行官斯蒂芬?福勒的话报道,由于新燃料的核心是氢不是碳,燃烧后将不会产生任何有害气体,对环境更有利。
研究负责人斯蒂芬?本宁顿说:“从某种角度说,氢是完美燃料。它每重量单位所产生的能量比汽油多3倍。燃烧时,除水外,不会产生任何东西。”
另外,这种新燃料价格便宜,每加仑成本只有0.9英镑(约合1.5美元),也就是每升约0.19英镑(0.3美元)。进入市场后算上各种税费,每升售价约为0.6英镑(0.95美元)上下,还不到现有汽油价格的一半。
当前制约氢燃料发展的最大瓶颈是储存问题。现有的氢储存方法成本高昂而且存在安全隐患。为解决这一问题,拉瑟福德?阿普尔顿实验室、伦敦大学学院和牛津大学科学家共同努力,找到一种储存氢的新方法——把氢压缩后装入小珠子中。这些小珠子可以像液体搬倾倒或抽取。
福勒说:“我们发明一种小珠子,可以在现有的汽油车上使用,代替汽油燃料。”本宁顿也说:“新型氢存储材料为当前以碳氢化合物为燃料的汽车、飞机和其他车辆提供发展潜力。”
塞拉能源公司说,以新燃料驱动的车辆将于明年进行道路实测。如果一切顺利,新燃料有望在最短3年内进入市场销售。
与现有新型绿色能源不同,车主无需改装车辆就可以使用这种新型燃料。福勒说:“研究表明,这些小珠子可以在现有车辆上使用,无需改装发动机。它燃烧后不会产生碳排放,这点与电动汽车差不多。”另外,新燃料的效能与汽油类似,普通车加满一箱油后可以行驶约400至600公里。