科技广角


文/本刊编辑部

 

【材料科学】
3D打印轮胎

今年,国外某著名轮胎厂商推出了3D打印的Vision概念轮胎,这一款概念轮胎集成了众多先进技术。它无须充气,具备互联功能,可重复使用,既是车轮又是轮胎。
作为3D打印轮胎,这款轮胎是世界上第一款可重复使用的轮胎。借助3D打印机,可以在轮胎上增加适量的橡胶,从而根据需要延长其使用寿命。该公司根据用户的移动性需求,优化了胎面设计,满足了用户对舒适性、安全性和可持续性的要求。比如,你可以根据出行条件,对胎面花纹进行重新塑造,从而确保在所有环境条件下的适应性。该公司同时减少了轮胎厚度,使轮胎在材料方面更有效率。
这款轮胎所使用的材料都是生物材料,可进行生物降解,使轮胎对环境的影响最小化。该轮胎不需要充气,它依靠能够支撑车辆的内部结构,确保车轮的坚固性。该款轮胎具有防刺穿能力,杜绝了爆胎现象,从而保证了舒适性和安全性。该轮胎还配备了传感器,可以提供有关轮胎状况的实时信息。
这款轮胎的研发受到了大自然的启发,完美融入了循环经济框架,通过提供融合这种独特轮胎、服务和材料的移动解决方案,体现了未来可持续发展的愿景。
【能源科学】
能源大发现:干热岩

近日,我国国土资源部中国地质调查局宣布,科学家在青海共和盆地3 705米深处钻获了236℃的高温干热岩体。这是我国首次钻获温度如此高的干热岩体,实现了我国干热岩勘查的重大突破。
干热岩是一种地热资源,是指地层深处(深埋超过2 000m)存在的没有水或蒸汽的、致密不渗透的热岩体,主要是各种变质岩或结晶岩体,较常见的干热岩有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。
干热岩的分布几乎遍及全球,从理论上说,任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩,因此干热岩又被称为是无处不在的资源。根据初步估算,地壳中 3 000~10 000米深处干热岩所蕴藏的能量极其可观,相当于全球石油、天然气所蕴藏能量的数十倍。
干热岩开发利用方向广泛,可以用于发电、供暖、强化石油开采等方面。目前,人们对干热岩的开发利用主要是发电。干热岩发电的基本原理是:通过深井将高压水注入地下2 000~6 000米的岩层,使其渗透进入岩层人工压裂造出的缝隙并吸收地热能量;再通过另一个专用深井将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面;取出的水、汽温度可达150~200℃,通过热交换及地面循环装置用于发电;冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。
利用干热岩发电技术不会排放温室气体二氧化碳和其他污染物,可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响,且不受季节、气候制约。
【天体物理学】
为星星称重

如何测量太空中星星的质量呢?我们当然不可能建造出那么大的秤来,但是,科学的力量是无穷的,根据广义相对论的一个关键预测,科学家近期首次测量出了一颗白矮星的质量。
白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星,它因为颜色呈白色且体积比较小而得名。白矮星是演化到末期的恒星,主要由碳构成,外部覆盖一层氢气与氦气。白矮星在亿万年的时间里逐渐冷却、变暗,它体积小、亮度低,但密度高、质量大。根据观测资料统计,大约有3%的恒星是白矮星,距我们最近的恒星太阳最终也将变为一颗白矮星。
爱因斯坦1915年提出的广义相对论让人类对宇宙的认识发生了革命性变化,其中一个关键预测是:由于引力的影响,光线将在星体的周围产生弯曲现象。距地球较近的星体会如同放大镜一般扭曲来自它身后遥远星体的光线,出现所谓“引力透镜”现象。
美国马里兰州巴尔的摩市空间望远镜科学研究所天文学家卡拉什·撒胡率领的一个研究团队观测发现,当一颗遥远恒星发出的光线射向地球观测者时,随着其在一颗白矮星附近产生的光弯曲,这颗恒星的位置也发生了轻微晃动。这一扭曲的数据使得研究人员能够直接计算出这颗白矮星的质量——大约相当于太阳质量的67%。
【植物学】
超级耐热的植物

一般而言,动植物很难在超过50℃的环境中生存,尤其是植物。不过,最近新西兰的科学家发现了一些超级耐热的植物。
新西兰土地保护研究所的马克·斯梅尔和他的团队成员在新西兰北岛的陶波火山区,对其中的15个区域进行了调查。陶波火山是南太平洋地区最大的超级火山,该地区也是高度活跃的火山区,这里的土壤温度可高达98.5℃。这一地区的土壤温度之所以这么高,是因为它们受到了地下熔融岩石的影响,同时这也导致了温泉和间歇泉的形成。
斯梅尔发现,在这种极端高热的条件下,仍有一些植物能够顽强地生存下来。斯梅尔的团队观察到,根系较浅的植物,如苔藓,是极热土壤中唯一的幸存者。他们在10厘米深的地方测量土壤温度,发现受测地区耐热性最好的植物是梨蒴脆枝曲柄藓,它可以生活在温度高达72℃的土壤中。在土壤温度为68℃的地区,斯梅尔的团队还发现了一种当地特有的灌木——卡努卡,以及广泛分布于热带地区的垂穗石松。
由于这些地区的土壤温度随着深度的增加而增高,因此,即使是这些耐热物种,也都只能在距地面几厘米的土壤中生存。它们通过将其短短的根系横向生长,而不是向下伸展来适应这里的环境。斯梅尔说,目前还没有发现可以在高于80℃的温度下生存的植物。
【药物学】
实验小白鼠的“性别歧视”

我们经常听说,在求职过程中,有时候会存在性别歧视,女性比男性更难找到工作。但你知道吗,在实验室中的小白鼠身上,也存在着这一问题。
由于小白鼠的基因序列和人类差不多,因此,小白鼠作为实验体,广泛用于食品、化妆品、药品、生物制品、工业产品等的安全性、毒性和效力等方面的实验和检验。因为担心雌性激素周期对实验结果的影响,超过四分之三的药物评估仅使用雄性小白鼠进行研究。一般认为,对雄性起作用的药物,对雌性也是如此。
近期,英国的科学家对雄性和雌性小白鼠之间的差异进行了研究。他们认为,大多数临床前药物研究是利用雄性动物完成的,这可能导致这些药物不能在女性身上获得最佳的效果。
英国欣克斯顿惠康基金会桑格研究所的娜塔莎·卡普和她的团队,比较了实验室小白鼠的234种生理性状,他们发现57%的可量化性状(如胆固醇水平和骨量)和10%的定性性状(如头部形状)存在性别差异。
卡普说,这些细微差别意味着针对雄性动物优化的药物在女性身上的效果可能不太好,而对女性更好的药物可能很难进入临床实验。

转载请注明 文章来源:《科学画报》

〖 欲看更精彩文章、图片,请购买科学画报。每月月初出版发行,铜板纸彩色印刷,每本仅售8.00元 〗 

 
《科学画报》2017© 版权所有 沪ICP备05024827号