本页目录(9 篇)
海贝壳为何坚固
【美国《基督教科学箴言报》8月19日文章】题:海贝壳坚固的奥秘
对于流连在加州拉霍亚“洞穴与贝壳”商店的游人来说,店里所展示的鲍鱼壳可买来当作引人注目的旅游纪念品。
然而,对于不远处山坡上圣迭戈加州大学校园内某个实验室里的工程师们,这些鲍鱼壳和海螺等软体动物的壳正在激发他们开发轻型材料的灵感——这样的材料可以使从坦克装甲到汽车车身的任何东西变得更加坚固。
通过极其精细地分析这些贝壳的构造,研究人员希望能发现它们质地坚硬的秘密,并仿制出新一代复合材料。这些努力是世界各地研究人员有关模仿天然材料——从鲍鱼的硬壳到蜘蛛网灵活且强度很高的纤维——的科研活动的一部分。
这一领域称为仿生学,它正吸引人们越来越多的兴趣。人们关心的不仅是天然材料的质地,而且还有它们的形成条件。到目前为止,人类想出的最好的复合材料制作法,需要把大量的能量消耗在混合、成型和烘焙过程中。通过生物过程形成的天然材料,是由最简单的基本化学物质组成的,它们形成所需的温度比人造复合材料要求的低得多。
圣迭戈加州大学机械和材料研究所的马克·梅耶尔迷上了他的研究对象——鲍鱼和海螺的如同岩石一般坚硬的“流动住所”。他说:“这些贝壳构造十分巧妙。它们的硬度是原料碳酸钙的10倍。”他解释说,个中奥秘在于这两种软体动物堆砌生物组件的高超技巧。
在普通的显微镜下面,十字切开的鲍鱼壳看上去是由一层层厚度只有大约0.2毫米的碳酸钙组成的。不过在提高显微倍数后,可以看到每一层碳酸钙又是由更多的每层厚约半微米的层状结构组成的。这些薄层由一排排头尾相接的微型碳酸钙“砖块”组成,并由一种有机糖蛋白胶将它们固定。像砌成花园围墙的砖头一样,这些薄层是互相错开的,每块“砖”码放在另两块头尾相接的“砖”上面。海螺壳的结构更加精细:一排排的微型“砖块”以人字形排列。
当物体(例如饥饿的海獭掀起的岩石)撞击贝壳时,贝壳上可能会出现穿透数层微型“砖块”的直线状裂痕。不过这种破坏最终会由粘住“砖块”的有机胶所化解。裂痕可能会继续存在,但它的位置沿胶粘层有了改变,其宽度也比原先变窄了。这个过程一直继续到碰撞的能量被吸收,壳体停止开裂为止。由于裂痕不能沿直线穿过“砖块”层,贝壳仍然坚固如初。
尽管鲍鱼壳的结构已被人熟知,但第一个发现海螺壳奇妙构造的也许是梅耶尔的研究小组。梅耶尔手里拿着一张显示海螺壳独特结构的照片说:“我从未看到过描述这种结构的论文。”
事实上,一些研究小组已经开始设法仿造鲍鱼壳的结构。以西雅图华盛顿大学的材料学和工程学副教授穆罕默德·萨里卡亚为首的研究小组利用由碳、铝和硼混合成的陶瓷细带,制成了10微米厚的薄层,由此得到的层状复合材料比其原材料坚固40%。
不过按软体动物的标准,这些薄层的体积过于庞大。萨里卡亚和他的小组认为,通过进一步降低这些薄层的厚度,强度将得到提高。
贝壳正在缓慢地向人类展现它们的秘密。梅耶尔说,制造模仿鲍鱼或海螺构造的(人工合成)材料还需要许多年的时间,毕竟,“大自然是以不同的方式,并在数百万年的进化过程中做到这一点的”。
对于流连在加州拉霍亚“洞穴与贝壳”商店的游人来说,店里所展示的鲍鱼壳可买来当作引人注目的旅游纪念品。
然而,对于不远处山坡上圣迭戈加州大学校园内某个实验室里的工程师们,这些鲍鱼壳和海螺等软体动物的壳正在激发他们开发轻型材料的灵感——这样的材料可以使从坦克装甲到汽车车身的任何东西变得更加坚固。
通过极其精细地分析这些贝壳的构造,研究人员希望能发现它们质地坚硬的秘密,并仿制出新一代复合材料。这些努力是世界各地研究人员有关模仿天然材料——从鲍鱼的硬壳到蜘蛛网灵活且强度很高的纤维——的科研活动的一部分。
这一领域称为仿生学,它正吸引人们越来越多的兴趣。人们关心的不仅是天然材料的质地,而且还有它们的形成条件。到目前为止,人类想出的最好的复合材料制作法,需要把大量的能量消耗在混合、成型和烘焙过程中。通过生物过程形成的天然材料,是由最简单的基本化学物质组成的,它们形成所需的温度比人造复合材料要求的低得多。
圣迭戈加州大学机械和材料研究所的马克·梅耶尔迷上了他的研究对象——鲍鱼和海螺的如同岩石一般坚硬的“流动住所”。他说:“这些贝壳构造十分巧妙。它们的硬度是原料碳酸钙的10倍。”他解释说,个中奥秘在于这两种软体动物堆砌生物组件的高超技巧。
在普通的显微镜下面,十字切开的鲍鱼壳看上去是由一层层厚度只有大约0.2毫米的碳酸钙组成的。不过在提高显微倍数后,可以看到每一层碳酸钙又是由更多的每层厚约半微米的层状结构组成的。这些薄层由一排排头尾相接的微型碳酸钙“砖块”组成,并由一种有机糖蛋白胶将它们固定。像砌成花园围墙的砖头一样,这些薄层是互相错开的,每块“砖”码放在另两块头尾相接的“砖”上面。海螺壳的结构更加精细:一排排的微型“砖块”以人字形排列。
当物体(例如饥饿的海獭掀起的岩石)撞击贝壳时,贝壳上可能会出现穿透数层微型“砖块”的直线状裂痕。不过这种破坏最终会由粘住“砖块”的有机胶所化解。裂痕可能会继续存在,但它的位置沿胶粘层有了改变,其宽度也比原先变窄了。这个过程一直继续到碰撞的能量被吸收,壳体停止开裂为止。由于裂痕不能沿直线穿过“砖块”层,贝壳仍然坚固如初。
尽管鲍鱼壳的结构已被人熟知,但第一个发现海螺壳奇妙构造的也许是梅耶尔的研究小组。梅耶尔手里拿着一张显示海螺壳独特结构的照片说:“我从未看到过描述这种结构的论文。”
事实上,一些研究小组已经开始设法仿造鲍鱼壳的结构。以西雅图华盛顿大学的材料学和工程学副教授穆罕默德·萨里卡亚为首的研究小组利用由碳、铝和硼混合成的陶瓷细带,制成了10微米厚的薄层,由此得到的层状复合材料比其原材料坚固40%。
不过按软体动物的标准,这些薄层的体积过于庞大。萨里卡亚和他的小组认为,通过进一步降低这些薄层的厚度,强度将得到提高。
贝壳正在缓慢地向人类展现它们的秘密。梅耶尔说,制造模仿鲍鱼或海螺构造的(人工合成)材料还需要许多年的时间,毕竟,“大自然是以不同的方式,并在数百万年的进化过程中做到这一点的”。
美国艾滋病患者人数下降
路透社9月18日报道,美国疾病控制中心的卫生官员说,去年美国新诊断出的艾滋病患者比前年下降了6%,青少年和成年人中的新患者从前年的6.062万降至去年的5.673万。该中心说,因患艾滋病死亡的人数在1996年下降了25%,艾滋病已不再是25至44岁年龄段的人死亡的首要原因。
美国8月间发射后失控的地球观察卫星将在返回地球时焚毁
美联社9月20日报道,美国航空航天局技术人员已无法挽救这颗由汤普森—拉莫—伍尔德里奇公司制造的价值6480万美元的卫星,预计它将在9月23至30日之间坠入大气层时焚毁,但坠落的具体位置和时间尚无法确定,专家说这颗400公斤重的卫星不会有任何碎片落到地球表面。
卡西尼号土星探测器将推迟到10月13日发射
法新社9月19日报道,原计划于10月6日发射的卡西尼号因冷却系统出现故障而推迟发射。这艘无人驾驶核动力航天器将用7年以上时间飞抵土星,航天器释放的探索舱将在土星最大的卫星土卫六上着陆,对土星进行研究。
男子穿紧身裤会影响生育能力
路透社9月19日报道,英国韦尔曼诊所最新研究结果表明,男子穿人造纤维制的紧身内裤和紧身牛仔裤,会使睾丸因温度过高而不能产生健康的精子和睾丸素,从而大大影响生育能力。为避免这种情况,应改穿宽松的棉质或丝质内裤。
南太平洋论坛各国未能就温室气体排放问题达成一致
路透社9月18日报道,尽管该组织16个成员国的领导人进行了长时间的私下会谈,但仍未能在这一问题上取得一致意见。几个国家的官员说,澳大利亚总理霍华德坚持其原有立场,反对制定有关减少温室气体排放的约束性目标。
研究人员未能在西伯利亚的猛犸遗体化石中获得用于克隆试验的猛犸精子
美联社9月19日报道,由日英俄三国科学家组成的一个研究小组,想在西伯利亚西部的永冻层中出土的猛犸遗体化石中找到这种已绝迹1万年的动物的精子细胞,如果细胞中含有完整的DNA,该小组希望用这些细胞培育出一种在基因上与这种史前动物接近的动物。但是,他们的希望落空了。
虚拟和现实的沟通(中)
电信社会与政治
(续前)电信社会对政治的潜在影响由伊朗霍梅尼的当政即可见一斑,帮助他登上权力舞台的正是非常初级的电信社会。更近一点的例子是,墨西哥恰帕斯州的叛乱分子利用传真和电子函件影响国外的公共舆论。
虽然电信社会没有军事力量,设想在某种情况下它们具有某些性质的军事力量还是可能的,比如通过分享信息加强某一民兵组织或叛乱团体的力量。
不幸的是,电信社会也可能成为新型犯罪活动的滋生地。如果获得了某些电信社会成员的敏感信息,这些成员就很容易面临种种危险,包括银行存款被人悄悄提走、家庭物品失窃、生意场上被骗、不公平竞争、受到人身伤害或者性攻击。诸如此类威胁也许会促使电信社会设法管理进入的通道,同时建立他们自己的“警察”。通过这样做,他们将进一步确定自己的主权。
可以预料,在确立各个电信社会属性以及他们自己的价值方面存在激烈的全球竞争。所有这些都将导致一批新型企业家(电信企业家)和职业的产生。在确立有影响的电信社会以及它们可能提供的竞争优势的过程中,会有新的服务、新的就业机会产生。还将有许多新型的销售、交易、制造方式以及控制和使用信息的新方法出现。
电信社会将创造出一些新型的教育体系,与今天传统的教育体系相比,它们效率更高。这些新型教育体系包括真正全面的虚拟大学(是今天的全国技术大学的扩大),跨国界运营、适应各种教育需求的小型学生和教师团体等。最终,由于电信社会很可能利用各种各样的网络,人们将需要各种技术,以便自动找到在速度、成本或服务质量方面的最佳联接路径。例如,考虑一下今天参与因特网网络的庞大数目(超过14万)——以及这些电信社会所能提供的种种机遇。
控制和稳定
电信社会将需要各种新控制手段和新的约定,例如,我们需要确保诚实交易以及为信息穷人,即那些在信息方面没有发言权、目前被排斥在信息社会之外的人提供必要的生活保障。电信社会将需要各种地面服务支持(比如电信设施),因此,它们将不可避免地受到领土政治和经济的影响。
国家有关当局能够监视并控制电信社会的活动吗?这只在某种程度上是可能的。传统国家在控制电信社会潜在不稳定力量方面的能力是有限的。现在,国际电信网络已经开始向与世隔绝的伊斯兰妇女传播各种思想,为土耳其、印度尼西亚、科威特以及约旦的生育率下降作出了贡献。在全球金融市场,调动巨额资金流入流出某个国家的只是一个电话。短期投资者在瞬间将他们的资金抽出某个国家的能力,最终演化成了1994年墨西哥的比索危机。
电信技术本身有助于监视和控制电信社会,但是完全控制实际上是不可能的,在相当大的程度上必须依赖于电信社会的自愿监控。不过,在电信社会内部进行的交易的结果,最终需要在某个时候“回到地面上来”,即用可被某一领土统治权力承认的身份将交易结果再次领土化。(中)
(续前)电信社会对政治的潜在影响由伊朗霍梅尼的当政即可见一斑,帮助他登上权力舞台的正是非常初级的电信社会。更近一点的例子是,墨西哥恰帕斯州的叛乱分子利用传真和电子函件影响国外的公共舆论。
虽然电信社会没有军事力量,设想在某种情况下它们具有某些性质的军事力量还是可能的,比如通过分享信息加强某一民兵组织或叛乱团体的力量。
不幸的是,电信社会也可能成为新型犯罪活动的滋生地。如果获得了某些电信社会成员的敏感信息,这些成员就很容易面临种种危险,包括银行存款被人悄悄提走、家庭物品失窃、生意场上被骗、不公平竞争、受到人身伤害或者性攻击。诸如此类威胁也许会促使电信社会设法管理进入的通道,同时建立他们自己的“警察”。通过这样做,他们将进一步确定自己的主权。
可以预料,在确立各个电信社会属性以及他们自己的价值方面存在激烈的全球竞争。所有这些都将导致一批新型企业家(电信企业家)和职业的产生。在确立有影响的电信社会以及它们可能提供的竞争优势的过程中,会有新的服务、新的就业机会产生。还将有许多新型的销售、交易、制造方式以及控制和使用信息的新方法出现。
电信社会将创造出一些新型的教育体系,与今天传统的教育体系相比,它们效率更高。这些新型教育体系包括真正全面的虚拟大学(是今天的全国技术大学的扩大),跨国界运营、适应各种教育需求的小型学生和教师团体等。最终,由于电信社会很可能利用各种各样的网络,人们将需要各种技术,以便自动找到在速度、成本或服务质量方面的最佳联接路径。例如,考虑一下今天参与因特网网络的庞大数目(超过14万)——以及这些电信社会所能提供的种种机遇。
控制和稳定
电信社会将需要各种新控制手段和新的约定,例如,我们需要确保诚实交易以及为信息穷人,即那些在信息方面没有发言权、目前被排斥在信息社会之外的人提供必要的生活保障。电信社会将需要各种地面服务支持(比如电信设施),因此,它们将不可避免地受到领土政治和经济的影响。
国家有关当局能够监视并控制电信社会的活动吗?这只在某种程度上是可能的。传统国家在控制电信社会潜在不稳定力量方面的能力是有限的。现在,国际电信网络已经开始向与世隔绝的伊斯兰妇女传播各种思想,为土耳其、印度尼西亚、科威特以及约旦的生育率下降作出了贡献。在全球金融市场,调动巨额资金流入流出某个国家的只是一个电话。短期投资者在瞬间将他们的资金抽出某个国家的能力,最终演化成了1994年墨西哥的比索危机。
电信技术本身有助于监视和控制电信社会,但是完全控制实际上是不可能的,在相当大的程度上必须依赖于电信社会的自愿监控。不过,在电信社会内部进行的交易的结果,最终需要在某个时候“回到地面上来”,即用可被某一领土统治权力承认的身份将交易结果再次领土化。(中)
无痛激光术治疗椎间盘损伤
【德国《星期日图片报》8月10日报道】最近几年来,罗滕堡医院的医生一直采用“穿皮激光疗法”来治疗椎间盘损伤。对许多病例不是切开肌肤做椎间盘手术,而是在局部麻醉的情况下使用激光处理,就可以解除患者的病患。但是,医务人员发现,迄今为止通常使用的钕—钇铝石榴石激光器会给病人带来相当大的痛苦,而且激光束可能使椎体上透明的软骨片受到损伤。
为避免出现这种不良副作用,罗滕堡医院的医生对这种疗法进行了改进,发明了一种十分简单的“冷却系统”。具体方法如下:首先,把一根1.8毫米粗的输导针管在离脊椎约一手宽的地方从外面插入要治疗的椎间盘处,用X光图像增强器来监测空针头的精确位置。然后,再把一根仅有0.4毫米粗的光导管插进去,在治疗时激光将从这个导管照射到椎间盘上。最后,再把一根3毫米粗的套管套着1.8毫米的输导针管插进去。这样,一个水冷却系统就形成了。在激光治疗时,医生把生理盐水从输导针管打入,接着它会从输导针管和套管的中间回流出来,从而达到冷却效果,免除患者治疗时的痛苦。罗滕堡医院使用这种方法对300多名病人做了临床试验,效果都很好。
为避免出现这种不良副作用,罗滕堡医院的医生对这种疗法进行了改进,发明了一种十分简单的“冷却系统”。具体方法如下:首先,把一根1.8毫米粗的输导针管在离脊椎约一手宽的地方从外面插入要治疗的椎间盘处,用X光图像增强器来监测空针头的精确位置。然后,再把一根仅有0.4毫米粗的光导管插进去,在治疗时激光将从这个导管照射到椎间盘上。最后,再把一根3毫米粗的套管套着1.8毫米的输导针管插进去。这样,一个水冷却系统就形成了。在激光治疗时,医生把生理盐水从输导针管打入,接着它会从输导针管和套管的中间回流出来,从而达到冷却效果,免除患者治疗时的痛苦。罗滕堡医院使用这种方法对300多名病人做了临床试验,效果都很好。