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前沿扫描六则

2019-01-04

农村青少年科学探究 2018年10期
关键词:存储器二氧化碳太阳能

3D打印“腮”可让潜水者在水下呼吸

研究人员已经研发出一种3D打印的“腮”,能够帮助人类在水下生存。这个呼吸系统使用了一种特殊设计的材料从周围的水中补充氧气并释放二氧化碳。它的发明者声称:“这是为未来那些生活在非常接近海洋区域的人们设计的。对于那些待在水中的时间与待在陆地上的时间相当的人来说,它能够提供一种日常生活的舒适性。这项技术是受到一种潜水昆虫的启发,这种昆虫凭借超疏水皮肤表面形成的一种空气薄层在水下生存,这种空气薄层发挥的就是一种气体交换的作用。”目前,他们正计划在人类身上进行水下呼吸测试。这种“腮”至少需要32立方米的水才能够支撑我们人类在水中的正常氧气消耗。

直立人灭绝或源于“懒惰”

一个国际研究团队最新发现,古人类“直立人”于约20万年前灭绝,部分原因可能在于他们“懒惰”。直立人属于人科人属,出现于大约200万年前,与现代人(智人)分属不同的种。研究人员分析了沙特阿拉伯中部代瓦迪米附近一处遗址后发现,这些直立人在制造石器时会随意使用住地周围的石头,而不愿费力去附近小山上收集质量更好的石头。这与早期智人和尼安德特人形成了鲜明对比。早期智人和尼安德特人都会登山寻找优质石头,并将其从远处运回。直立人的“懒惰”还表现在技术革新上非常保守。尽管周遭环境已经改变,他们仍是按照老办法和依靠已有工具生活,而不是想办法做出改变。

迄今存储密度最高的固态存储器问世

加拿大阿尔伯塔大学科学家通过完善相关技术,研制出了迄今存储密度最高的固态存储器,其存储能力相比目前计算机存储设备提高了1000倍。该项目负责人表示:“从根本上来说,借助新存储器,你可以将iTunes上所有的4500万首歌曲存储到25美分硬币大小的表面上。5年前,我们认为这是不可能的。”研究团队用到了他们研发出来的用于制造原子级电路的技术,这一技术可以快速去除或替换单个氢原子,这就使存储器可被重写,因此可为计算机提供更高效的固态硬盘类型。此外,之前的原子级计算存储设备只在极低温条件下才能保持稳定,而新存储器在室温下也能工作。这项技术最直接的应用领域可能是数据存档。接下来,他们将进一步提高读写速度,使其能在更多领域大显身手。

中国科学家造出新型“高能电池”

近日,来自南开大学的陈永胜老师团队制备了一种基于有机半导体材料的太阳能电池,其能量转化效率(把光能转化成电能的效率)达到了17.3%,放置166天后性能仅有轻微衰减(约4%)。可以说,它超越了目前同类有机太阳能电池效率14%的最高值,创下了新的世界纪录——要知道,在提高能源转化率这件事上,每个百分点的进步都是极其不易!此外,这次的有机太阳能电池放置160多天还能保持着很好的性能,这在有机太阳能电池中也是不多见的,更凸显出这项研究的含金量。不过,我们距离真正的有机太阳能电池的商品化产品还是有着一段距离,仍有一些问题需要克服——比如,很多有机材料在太阳光的照射下并不那么稳定,制作过程中使用的溶剂毒性较大,以及大规模生产工艺也尚未成熟。

西伯利亚冰封3万年线虫被“叫醒”

俄罗斯和美国研究人员最近解冻了西伯利亚的永冻土样品,成功让其中两条冰封了3万年以上的线虫苏醒。这是第一次用证据表明,多细胞生命体在永冻土的极寒环境中长期休眠后,仍能够重新恢复生机。近年来,全球气候变暖对冻土的影响以及冻土微生物在气候变暖中扮演的角色,受到越来越多关注。有关多年冻土融化以及微生物降解其中封存的有机质,进而导致二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等温室气体释放的科学问题,是目前微生物生态学家关注的焦点。但有机体从万年永冻土中复活并不完全是好消息,比如有研究警告,气候变化导致永冻土解冻,可能会释放出其中冰封万年、携带疾病的有害有机体,进而产生威胁。但值得一提的是,极端环境生物具有不同的遗传背景和代谢途径,这类群体及其所包含的生物催化酶,被认为是宝贵的催化剂资源。

新方法可快速制造“固碳”矿物

科学家们早已发现可以通过从大气层中提取二氧化碳来减缓二氧化碳带来的温室效应。但已有的解决方案都严重受限于实施难度,特别是经济困难。菱镁矿可以将二氧化碳固定在体内,从而减少大气中的二氧化碳含量。一吨自然形成的菱镁矿可以固定将近半吨的二氧化碳,但这个固化过程非常缓慢。现在,研究者们有史以来第一次描述了在低温下合成菱镁矿的技术,同时阐述了一项可以大幅加快菱镁矿结晶过程的技术。目前,我们认识到这还只是一个实验中的解决方案。在我们确定菱镁矿可以用于碳封存之前,还需要验证该过程能否被放大到相当的规模。这取决于几个因素,包括碳的价格和封存技术的改进,但我们现在至少知道是可能有可行性的。

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