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《自然》及子刊综览

2017.12.14

  《自然》

  灵感源于电鳗的超强电源

  本周《自然》报告了一种灵感源于电鳗的电源,它符合软体机器人的需求——非硬质且不需要插入接通。

  电鳗可以产生高达100瓦特的强大电力击昏猎物,它所依赖的不是电池,而是成千上万的发电细胞,这些细胞堆叠在一起可以大量放电。瑞士弗里堡大学的Michael Mayer及同事开发了一种水凝胶基管状系统来模拟发电细胞的一些特征,并且精心设计了一个类似折纸一样的折叠结构,帮助控制放电。

  这是首个利用潜在生物可相容性材料制成的软体、柔性、透明的电器官。研究人员总结表示,如果下一代设计可以改进性能,则这些系统也许将打开移植物、可穿戴设备和其他移动设备电源供应的新大门。

  《自然—通讯》

  新西兰发现古代巨型企鹅

  近日,《自然—通讯》报告,科学家发现了一种新的古代巨型企鹅,其身高几近成年男性的平均身高。科学家在新西兰发现了一种生活在约6000万到5500万年前现已灭绝的企鹅的化石,它们提供了企鹅早期演化的新见解。

  体形巨大是企鹅演化史中的一大特征,古代企鹅比现存最大的企鹅还要庞大。虽然来自5000万到2000万年前的巨型企鹅样本被很好保存下来,但是一直缺乏血统更古老的企鹅化石。

  德国森肯堡研究中心和法兰克福自然历史博物馆的Gerald Mayr和同事根据6000万到5500万年前古新世晚期在新西兰发现的部分企鹅骨骼化石,鉴定出一种新的巨型企鹅——Kumimanu biceae(比氏库米企鹅)。骨骼化石包括一根股骨,据测量约161毫米长。研究人员据此估计,企鹅体重在101千克左右,体长1.77米,这是迄今为止报道过的最大的企鹅之一。比氏库米企鹅也是已知最古老的企鹅之一,另外只有两种企鹅来自6200万至5800万年前。

  根据新物种的演化关系,研究人员总结这一企鹅物种的巨大体型为独立起源,发生在企鹅出现和从飞翔到潜水的演化转变之后不久。

  《自然—通讯》

  一杯拿铁背后的科学

  近日,《自然—通讯》报告的实验表明,将热的浓缩咖啡倒入温牛奶中能够产生分明的层次,但只有在特定的倾倒速度下才会发生。这些发现帮助鉴定了一种在软材料中构建层次结构的直接方法。

  当热梯度导致一部分液体温度上升、密度变小的同时,另一部分液体温度下降、密度增加,产生对流环,于是分明的层次便在液体中形成。两种不同种类的热梯度之间的对抗会导致一种相似的现象,叫双扩散对流。

  美国普林斯顿大学的Howard Stone和同事对一种模仿咖啡的试验液开展试验。他们鉴定双扩散对流是导致拿铁中不同密度层次的产生机制。研究人员报告倾倒速度对层次的产生至关重要,过低的倾倒速度虽然能使液体混合,但是并不能分离层次。作者提出,这个来自日常生活的例子可以被应用于工业,这种在软性材料中产生层次的方法易操作、可重复。

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