《自然》封面介绍中国学者全球首创的超钠镁合金;鞋带为何老散开? | 每周科技播报-资讯-知识分子

《自然》封面介绍中国学者全球首创的超钠镁合金;鞋带为何老散开? | 每周科技播报

2017/05/06
导读
一手掌握一周重大科技新闻。


撰文 | 刘天霖、郝春辉

责编 | 叶水送


  


 

No. 1 《自然》封面介绍香港城市大学研发的全球首创超钠镁合金


镁合金密度低,是一种理想的轻型结构材料,一直以来科学家希望进一步提升镁合金的强度和抗磨损能力等特质。本周《自然》杂志本期封面介绍了香港城市大学、浙江大学学者利用透射电子显微镜捕捉到的超强镁合金薄膜微观结构的研究。这种合金由双相纳米结构造就,强度接近理论极限。这项研究的通讯作者、香港城市大学副校长吕坚及其团队将纳米晶体与单相非晶态金属玻璃的优势结合起来,制备出了一种双相材料——MgCu2纳米晶粒(直径6 nm)包裹在非晶态玻璃壳(厚度2 nm)中,得到迄今为止强度最大的镁合金薄膜。吕坚认为,该材料未来会有极大的应用潜力,可用于生物降解材料、人工关节等领域。

文章来自:https://www.nature.com/nature/journal/v545/n7652/full/nature21691.html;http://wikisites.cityu.edu.hk/sites/newscentre/ch/Pages/201704061010.aspx;图片来自香港城市大学


No. 2 为何鞋带会散开?


生活中,我们经常经历这样的情况:明明是绑紧了的鞋带,过了几天就松开了。这个习以为常的现象的背后有什么科学原理呢?最近,加州大学伯克利分校的几个科学家研究了这一问题,其结果发表在了《皇家学会报告A》(Proceedings of the Royal Society A)中,Nature网站也对这项研究进行了报道。科学家们发现,对“鞋带松开”这件事,人们有两个误解:其一,人们通常认为鞋带是慢慢变松的,事实上,通过慢镜头的捕捉,我们可以看出,鞋带其实是在一瞬间散开的;其二,人们以为脚的前后或上下摆动的力,会导致鞋带松开,但其实罪魁祸首是各个方向上力的交错。卡内基梅隆大学的研究者评价,这看似是一个简单的问题,但它的适用范围可能更广:比如它可以帮助医学工作者设计出更稳固的外科绳扣,它可能可以解释为什么深海光缆会打结,甚至可以对计算机模拟出的头发运动给予启发——在运动中,头发的缠绕和绳结的缠绕相类似。

论文及图片来自:http://www.nature.com/news/unravelling-why-shoelace-knots-fail-1.21815


No. 3 真菌是何时起源的?


真核生物何时起源,起源于哪里,是古生物学以及进化生物学的基本问题之一。最近,瑞典国立自然历史博物馆(Swedish Museum of Natural History)研究员Stefan Bengtson与其同事通过古生物学证据发现, 真菌起源于约22~24亿年前的大氧化事件(Great Oxidation Event)时期,而之前的预测是真菌起源于大约14亿年前。不同于以往采用的沉积岩化石证据,该研究样品来自于南非Transvaal Supergroup 的Ongeluk Formation熔岩, 它们处在800米以下的洋底。通过电子显微镜和同步回旋加速器等技术,研究人员绘制了在化石中发现的疑似真菌丝状体的形态结构图。该研究同时指出,以往认为真菌起源于非海洋的水体环境的观点可能是错误的。相反,元古代(Proterozoic)的深海环境可为有机体的起源提供更好的生存空间。他们希望未来关于元古代或后太古代洋底熔岩研究,可用来确定真菌是否起源于此。

论文以及图片:https://www.nature.com/articles/s41559-017-0147


No. 4 恐龙何时会飞?

很多科学家认为,鸟的祖先和恐龙有着密切的关联。但“恐龙进化出了可供飞行的羽毛”这一观点还没有充足的考古上的证据。近日,来自中科院和香港大学的研究者从一个保存完整羽毛的恐龙骨骼化石中发现了一个介乎于“恐龙”和“鸟”的新物种,它被命名为“腾氏嘉年华龙”。这种恐龙长有翅膀,并且它们的翅膀类似于早期的鸟类,拥有空气动力学特征,是目前已知最早的具有不对称飞羽的伤齿龙。这个新物种的发现,为恐龙飞羽的演化补上了重要一环。 

论文及图片来自:https://www.nature.com/articles/ncomms14972

 

No. 5 狮子爱吃人,可能因为它们牙疼


狮子是肉食动物,通过群体狩猎,它们的狩猎范围十分广泛。尽管人类并不是狮子特别喜爱的猎物,但是“狮子吃人”事件是在历史上有大量记录 。既然有广泛、充足的猎物,狮子为何还对人痛下杀手呢?最近,科学家研究了三只有过食人记录的狮子的牙齿质地,它们分别在1898 年的肯尼亚和 1991年的赞比亚因食人而被射杀。研究人员通过对这三只狮子的牙齿,与其他野生狮子以及别的大型猛兽(如猎豹和鬣狗)的牙齿做比较后发现,三只狮子中的两只牙齿都受过伤,这可能是诱使它们吃人这种骨骼柔软的动物的原因所在。

论文及图片来自:https://www.nature.com/articles/s41598-017-00948-5


No. 6 噪音正威胁着野生动植物的生存


人们总希望能在大自然中寻求一丝宁静,然而,最近科罗拉多州立大学的研究者们对美国国家公园进行研究后发现,国家公园和自然保护区也难逃人类噪音的污染。如今很多保护区的环境音量是未经打扰时的2倍,有些甚至是10倍。这意味着,原本30米就能听到的鸟鸣声,你得走近15米,甚至3米才能听见。而这些地区中很多是濒危动植物的栖息地。噪音不仅会影响动物的行为(比如取食),还能通过影响植物的传粉者和种子传播者,进而影响植物的生存。令人欣慰的是,总体而言,保护区还是比非保护区安静,而且目前还有三分之一的保护区仍保持着大自然应有的宁静。研究者希望这一研究能帮助自然保护区对噪音进行有效管理,同时呼吁人们静静地聆听自然的声音,而不是大声喧闹。

论文及图片来自:http://www.nature.com/news/human-noise-in-us-parks-threatens-wildlife-1.21933

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