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一杯啤酒总共有多少气泡?有人替你数了数

欢迎收看一周科技。本周你将看到:①用激光绘画;②一杯啤酒共有多少个气泡;③霸王龙漫步;④模拟实验再现枪击瞬间;⑤可降解塑料升级版;⑥火星上玩“航拍”。

迷你星夜

利用激光作为“画笔”,研究者在金属表面画下了一幅色彩绚丽的迷你《星夜》[1]。

激光也能用来画画?| Yaroslava Andreeva

这幅小小的《星夜》尺寸为3*2厘米,它用激光“画”在金属钛表面,“作画”过程只需要4分钟。激光画出的颜色是结构色,它来自薄膜干涉,就像肥皂泡一样。激光的高温让局部金属表面蒸发,并在冷却的过程中形成透明的氧化物薄膜。薄膜上下表面的反射光发生干涉,就能够产生色彩,颜色由薄膜厚度决定。精确控制这一过程,不仅能得到丰富的色彩,还可以对颜色进行“擦除”或是“改写”。

与颜料不同,激光“画”出的结构色非常稳定,不需要特殊的储存条件就可以保存很多年。

数气泡

一杯啤酒总共能产生多少个气泡?这可能是你从未想过的问题,但总之现在它有答案了:在完全跑气之前,一杯6℃、250ml的拉格啤酒大约能产生20~200万个小气泡[2]。

这也有人研究?| pixabay

这是最近一项研究得出的估算结果。研究者实际测量了啤酒样品中的二氧化碳含量,利用高速摄影记录了气泡生成和变化的过程,并通过理论计算估计了气泡生成的数量。当然,实际能产生多少气泡受许多因素影响,比如杯子的形状、杯壁细小缺损、温度和倾倒过程等等。

给啤酒数气泡倒也不是因为无聊——气泡对此类饮料的口感有至关重要的作用,因此还是需要研究的。

霸王龙漫步

如果偶遇霸王龙(?),或许可以跟它并肩散个步——一项新研究认为,霸王龙走路的速度跟人差不多[3]。

霸王龙行走复原视频 | Rick Stikkelorum, Arthur Ulmann & Pasha van Bijlert

霸王龙是最大的肉食性恐龙,它们走路的姿势与目前所有动物都不一样——霸王龙用两条腿走路,但又拖着巨大的尾巴,尾巴在行走时上下摆动。尾巴摆动不仅能帮霸王龙保持平衡,还能通过连接的韧带,产生让霸王龙身体向前的力。

如果尾巴以最佳频率摆动,霸王龙应该能以最少的能耗行走——基于这一假设,研究者推算了霸王龙走路的适宜速度。他们以霸王龙Trix为原型构建3D模型,计算出霸王龙尾巴摆动的自然频率和行走的步长。根据这些信息,研究者推测霸王龙走路速度大约为每小时4.6千米——而成年人类的步速大约为每小时3.75~5.43千米

研究原型霸王龙Trix,现在位于荷兰莱顿的自然生物多样性中心 | Mike Bink

这个数值比以往估算的霸王龙步速更低。研究者认为,以前的研究基本只关注了霸王龙的腿,而忽略了它们的尾巴。不过,新研究也有局限性:它并未考虑霸王龙尾巴的左右运动。

枪击瞬间

被子弹击中时,血液如何喷溅出来?这段高速视频能带你了解枪击瞬间发生的事情。

被子弹击中瞬间的血液喷溅(模拟实验视频) | Nathaniel Sliefert/Iowa State University

当然,这不是什么真人中弹视频,而是一项模拟实验。研究者用0.223口径的步枪射击了“人体模拟物”——那是一个装有猪血的泡沫材质空腔。他们拍下喷溅的血液,并将实验图像与计算机模拟结果进行比对。

这项研究指出,在分析血迹、还原犯罪现场时,人们需要考虑一个以往常被忽略的因素:枪口喷出的气流。开枪射击时,枪口会有高速气流冲出,在局部产生涡环——如果是近距离射击,气流扰动可能会很大程度影响血液喷溅的轨迹。例如,血滴可能会被气流吹向完全相反的方向,或是在气流冲击下破碎,变成更小的液滴[4]。

快速降解

科学家研发了能很快降解的新型塑料:只要接触水并温和地加热,就能让它在短短数天至数周时间内消失无踪

在40℃自来水的环境中,小片的新型塑料在36小时后就充分降解 | Christopher DelRe et al.

市面上已经有了聚乳酸这样的“可降解塑料”,但它们依然存在降解时间长、降解不充分的问题。而现在,研究者在可降解塑料中添加了促进分解的酶。只要遇到合适条件,这种自带酶的塑料98%都能迅速降解成小分子,可以减少微塑料污染。

经过3天的堆肥处理,新型塑料薄膜就已经明显降解(图右),2周后它就可以完全降解 | Christopher DelRe, UC Berkeley

当然,这不是直接把酶混进塑料那么简单:在添加酶之前,需要先将它们与起稳定作用的分子结合起来,形成纳米团簇。同时,由于酶的添加量很小,它们也不会影响塑料原有的机械性能。

火星上玩“航拍”

过去的这周,机智号无人机带着全“地球村”的希望,首次在地球以外的星球上开始了御风飞行。虽然只是简单的起落,但机智号首飞的意义十分重大,被NASA称为火星上的“莱特兄弟时刻”。

在火星上飞无人机,能拍到什么呢?在地球上飞和在火星上飞又有什么区别呢?

↓ 戳视频一起来看看 ↓

参考文献

[1] https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-5-577&id=450302

[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/acs-cot042121.php

[3] https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.201441

[4] https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0045214

[5] https://www.nature.com/articles/s41586-021-03408-3

作者:麦麦,窗敲雨

编辑:窗敲雨

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(责任编辑:王玮_NB14556)

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