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透明脑袋里长“灯泡”,地球上还有这么奇葩的生物?|一周科技

2021-12-21 06:35
北京
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 麦麦,窗敲雨 果壳

欢迎收看一周科技。本周你将看到:①深海谜之生物珍贵影像;②探测器“摸”到了太阳;③看小机器在虚拟世界如何演化;④窗户与屋顶帮助房间冬暖夏凉;⑤对环境友好的新型亮片。

透明鱼头

透明的头上长着绿色的“灯泡”?这种谜之生物名叫大鳍后肛鱼(Macropinna microstoma,也叫太平洋桶眼鱼),最近科学家在深海拍到了它的身影。

大鳍后肛鱼珍贵视频流出 | MBARI

大鳍后肛鱼长相怪异,全身覆盖鳞片,头部却充满了透明的液体,可以看到其中眼部绿色的晶状体。它的眼睛不仅可以看到前方,还能向上旋转,看到上方物体的轮廓。这种鱼生活在北太平洋地区深600~800米、近乎黑暗的水下,常常一动不动。

目前,人们对这种深海鱼类的了解还很少 | MBARI

大鳍后肛鱼在1939年就被发现了,但人们对其了解甚少,也不知道它们的数量。由于抓捕过程中的破坏,迄今为止还未捕捞到这种鱼的完整个体。2004年,人们第一次拍摄到了大鳍后肛鱼的图片。美国加州蒙特利尔海湾研究所的科学家利用遥控仪器进行监测,终于在2009年拍摄到了它们的第一条影片,并推测出它们的食性。最近,在同一片海域,这个团队终于在650米的深度再一次捕捉到了这种鱼的踪迹[1]。

触摸太阳

人类首次借助飞行器“触摸”到了灼热的太阳——确切地说,“摸”到的是太阳的日冕层,也就是太阳大气的最外层。

帕克太阳探测器(艺术概念图) | NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

创造这一历史的是帕克太阳探测器。本周正式发表的一项研究证实,在今年4月的飞掠中,它首次进入了太阳的日冕层[2]。研究者努尔·拉瓦菲(Nour Raouafi)表示:“我们从磁场、太阳风数据及图像中看到了它身处日冕当中的证据。事实上,我们可以看到飞行器飞过了那些我们能从日全食中看到的日冕结构。”[3]

穿入日冕层时,帕克太阳探测器飞过了被称为“冕流”(coronal streamers)的结构 | NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory

未来,帕克探测器还将在环绕飞行中继续接近太阳,最终在2025年到达距离太阳表面仅有620万千米的位置。近距离接触太阳能帮助科学家解开许多谜团,例如太阳风如何形成,以及位于最外侧的日冕层为何温度如此之高。

虚拟运动场

本周欢乐视频:看奇形怪状的“小机器人”如何奔跑、攀爬、翻滚和扔箱子。

MIT CSAIL

这些小方块拼成的小机器人存在于一个虚拟平台中,它们由四种不同的基本零件组成:黑色的是硬质方块,灰色是软质方块,而橙色和蓝色的则是分别能在不同方向伸缩运动的“制动器”。这些小家伙的身体结构与运动模式都由算法生成,在虚拟系统中,不同的机器人设计不断被打分筛选,只有完成任务表现最好的才会留下。

最近,麻省理工学院的研究者展示了这套名叫“演化健身房”(Evolution Gym)的系统,它可以用类似自然选择的思路优化机器人设计,得到解决特定任务的最佳方案[4]。“演化健身房”是开源的,研究者希望它能成为一个通用的平台,让更多研究者测试自己的算法,最终得到更加智能的机器人设计,并把筛选出的最优设计带进现实生活。

冬暖夏凉

在本周的《科学》上,两项研究分别展示了“冬暖夏凉”的窗户与屋顶涂层[5,6]。这些新材料能随温度变化在“冷却”与“保温”两种模式之间自动切换,不需要消耗额外能量就能帮助房屋保持舒适温度。

“冬暖夏凉”的窗玻璃样品 | NTU Singapore

在环境温度较高时,这种窗户与屋顶涂层可以通过辐射冷却帮助房间降温;而在温度低到一定程度时,它们又可以自动关闭“冷却模式”,避免热量散失。在这两项研究中,完成这种切换的秘诀是掺杂了钨的二氧化钒,这种材料可以根据温度变化在两种热辐射性能不同的状态之间切换。

研究计算显示,这种自动切换的温度调节技术在一年四季都可以减少维持房间温度所需的能量消耗。

环保亮片

亮片装饰着人们的生活,但它也会带来微塑料污染问题。而现在,有研究者制作出了一种环保亮片:它用植物来源的材料制成,可以降解,还和塑料亮片同样闪亮[7]。

UNIVERSITY OF CAMBRIDGE

这些环保亮片是纤维素纳米晶体构成的薄膜材料。研究者将纤维素纳米晶体悬浮液涂布干燥制成薄膜,在干燥过程中,这些纳米晶体有序排列,就形成了不同的结构色。这一次,研究者扩大了纤维素结构色薄膜的生产规模,成功制造出了一米长的彩色薄膜。

这些纤维素制成的彩色亮片分散在水中也可以保持稳定,它们有望用于手工艺、化妆品等领域。除了减少污染,生产纤维素亮片消耗的能量也比塑料亮片更少。不过,目前这种工艺还无法达到大规模工业化所需的生产速度。

参考文献

[1] https://twitter.com/MBARI_News/status/1468991735854297092

[2] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.255101

[3] https://www.eurekalert.org/news-releases/937970

[4] https://news.mit.edu/2021/system-designing-training-intelligent-soft-robots-1207

[5] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg0291

[6] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf7136

[7] https://www.nature.com/articles/s41563-021-01135-8

作者:麦麦,窗敲雨

原标题:《透明脑袋里长“灯泡”,地球上还有这么奇葩的生物?|一周科技》

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