發表日期 4/9/2022, 12:13:04 PM
歡迎收看一周科技。本周你將看到:控製溫室氣體時間緊迫;磁性史萊姆;世上最小的迷你賽車;寫給外星人的新信息;水蛭妙用。
最後機會
如何纔能將全球氣候變暖的升溫範圍控製在1.5℃以內?未來3年,是我們最後的機會瞭!
清潔能源是遏製全球變暖的希望|Pixabay
4月4日,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布報告,再次呼籲各國馬上采取行動控製溫室氣體 [1]。雖然2010-2019年間,全球溫室氣體排放量的增長率有所放緩,但排放量仍非常高;2021年,碳排放總量甚至增長瞭5.5%。如果要將升溫範圍控製在1.5℃以內,地球還能承受的二氧化碳排放量隻剩5000億噸瞭。 這意味著,溫室氣體排放量必須在2025年之前達到峰值,然後開始下降 。
要想有效控製氣候變暖,2030年全球溫室氣體的排放量必須比2019年減少43%,甲烷排放量則需減少1/3;到2050年,煤炭使用量需比2019年減少95%,石油使用量降低60%,天然氣減少45%。這些數字的實現並不容易,如果不馬上開始行動,人類將不再有機會實現原定的氣候控製目標。
磁性史萊姆
本周怪東西:看一團“磁性史萊姆”如何延展變形、穿過狹窄的通道和迷宮。
視頻:磁性史萊姆機器人 | Mengmeng Sun et al.
這是香港中文大學與哈爾濱工業大學研究者開發的一種“磁性史萊姆機器人”,它的基質成分其實與作為網紅玩具的史萊姆相同,隻不過其中還加入瞭釹鐵硼磁性顆粒 。在外加磁場的控製下,這團磁性材料可以變形運動,完成抓握、包裹和移動物體的任務,還可以控製電路接通或斷開。它比彈性橡膠材料製作的磁性裝置變形能力更強,可以穿過僅有1.5毫米寬的狹窄管道[2]。
這團磁性史萊姆未來或許能在生物醫學或可穿戴設備等領域得到應用,不過目前研究者還隻是對它的材料性能進行瞭初步測試。
分子賽車
一輛賽車創造瞭全新的世界紀錄: 它以高達每小時44納米的速度穿過賽道,行駛瞭長達1054納米的總距離,並完成瞭54次轉彎,獲得瞭世界冠軍 。
日本團隊的“分子賽車”基於卟啉結構設計 | Nims-Mana team
這一記錄來自全世界最迷你的飆車大賽:“納米賽車”(Nanocar Race),這一比賽在上個月剛剛舉辦瞭第二屆。上場競速的“賽車”其實都是科學傢設計的分子機器,它們隻有約2納米大。 比賽曆時24小時,全程都依靠掃描隧道顯微鏡進行,參賽研究團隊要在顯微鏡下觀察“賽車”,並操作探針為分子小車供電,控製它們前進和轉彎 。
西班牙/瑞典團隊的“分子賽車”,它由蒽環“底盤”、苯與甲苯做的“輪子”組成 | Nanohispa team
在第二屆比賽中,來自日本與西班牙/瑞典團隊的兩輛“分子賽車”共同成為瞭獲勝者。兩輛小車都完成瞭54次轉彎,並分彆行進瞭1054納米和678納米[3]。這項比賽能幫助科學傢精進分子機器設計技術,未來這些分子機器有望在藥物載體等領域得到應用。
星際信息
科學傢又想給外星人發信息瞭: 最近,一個國際研究團隊設計瞭一段全新版本的外星通信無綫電信息 [4]。
研究者們想要發送給外星人的像素圖案信息,其中包含男性與女性人類形象,堿基結構,地球在太陽係中的位置等等 | Jiang et al./NASA Jet Propulsion Laboratory
與1974年的阿雷西博信息一樣, 這段被稱為“銀河中的燈塔”的新信息也是用二進製編碼錶示的像素圖案 ,不過圖像精度和信息量都有大幅提升。這些像素圖案包括基本的數學與物理知識,DNA與堿基的化學結構,人類男性與女性形象,以及世界地圖和地球在太陽係中的位置。 在這些信息中,研究者還加入瞭更容易定位的地球坐標 :他們用球狀星團替代脈衝星來指示我們所在的方位,以方便可能存在的外星文明發送迴信。
研究團隊希望未來能用艾倫望遠鏡陣或FAST射電望遠鏡發齣這段信息,不過目前這些設施還並不具備發射條件。這些信息是否真能傳送到宇宙中,目前還是未知數。
水蛭妙用
吸血的水蛭讓人避之不及,但有研究者卻找到瞭它們的新用途: 隻要從水蛭吸的血中提取DNA分析,就能知道周圍環境中都居住著哪些動物 [5]。
不挑食的水蛭無意中成瞭生物多樣性采樣員 | Naomi Pierce and Chris Baker
研究者在中國雲南的哀牢山自然保護區測試瞭水蛭對分析生物多樣性的作用。他們發動163位護林員,在保護區的不同位置共抓來瞭30468隻水蛭,並對它們吸進肚子的動物血液進行瞭分析。 結果,研究者們通過水蛭共鑒定齣瞭86個脊椎動物物種,包括哺乳動物、鳥類和兩棲類等 。同時,這些分析結果也體現齣瞭動物們的分布規律。
研究者認為,比起直接追蹤神齣鬼沒的野生動物,抓水蛭有望成為更加便捷高效的生物多樣性調查方法。
參考文獻
[1] https://www.ipcc.ch/2022/04/04/ipcc-ar6-wgiii-pressrelease/
[2] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202112508
[3] https://www.chemistryworld.com/news/japanese-and-spanish-swedish-teams-named-joint-winners-in-worlds-smallest-car-race/4015470.article
[4] https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2203/2203.04288.pdf
[5] https://www.nature.com/articles/s41467-022-28778-8
作者:麥麥,窗敲雨
編輯:窗敲雨
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