机器龟也能水陆两栖?

一种全新的变形机器龟可以在陆地与海洋交汇处的危险区域进行探索,这对未来研究出可以探索复杂现实环境的机器,或许也有所启发。最近,一项发表在《自然》(Nature)上的研究描述了一种两栖机器龟(Amphibious Robotic Turtle,ART),它结合了海龟和陆龟各自拥有的最佳移动特征,能够将它的四肢从类似海龟的鳍状肢转变成类似陆龟的腿。

简单材料也能制成超级凝胶

黏糊糊的柔性水凝胶能够应用在各种各样的场景中,例如用于软性隐形眼镜和果冻。其中,水凝胶的基本结构并没有变化;通过交联作用形成的聚合物网络结构在水中发生溶胀。如今,研究人员开发出了- -种新型离子凝胶,它比水凝胶更加坚韧,或能用于更多的应用场景,例如,制作长效电池(longer-lasting batteries)。对于离子凝胶而言,聚合物网络结构的空隙中充满的是离子液体,而不是水。离子液体由带正电和带负电的离子组成。室温下,离子液体不会结晶固化,而且较强的离子键又可以确保离子液体不会像水一样蒸发。

像海贝一样的玻璃

珍珠层(nacre)是在一些海贝内层形成的具有彩虹色泽的层状材料。在结构上,它是由文石(碳酸盐矿物)和蛋白质层层堆叠而成的。其中,黏糊糊的蛋白质将一块块文石黏接在了一起。因此,这种层状结构的珍珠层具有很高的强度和韧性。近日,在一项发表于《科学》(Science)的研究中,研究人员模仿珍珠层的结构,开发出了一种超强的玻璃复合材料。未来,这种材料或可以用在不易碎的智能手机屏幕和挡风玻璃等物品中。

用AI抵御黑客

黑客始终在提高突破网络防御的能力,以此窃取有价值的文件。因此,一些研究人员建议使用人工智能算法把需要保护的文件隐藏在数量巨大而逼真的假文件中,完全迷惑闯入的黑客。目前,基于词嵌入(Word Embedding)的在线虚假储存库生成引擎(WE-FORGE)就能产生虚假的在研专利文件。

无轨电车缓解交通堵塞?

此前,乔·西雷斯(Joe Ciresi)每天都要开车到费城上班,路程大约50千米。他回忆道:“路程时长取决于交通状况,通常需要1.5〜3个小时的通勤时间。实在太夸张了。”现在西雷斯已经是美国宾夕法尼亚州的议员,他一直在思考着如何减少道路上的汽车数量。最近,他和工作人员在研究公共交通方案时,看到澳大利亚科廷大学可持续发展政策研究院的研究员彼得·纽曼(Peter Newman)制作的一段关于无轨电车的视频。

模仿石鳖的仿生护具

千百年来,人类在护具领域已经取得了长足的进步。但工程师发现,要很好地保护肘部和膝盖等关节部位,还是有一定的难度。因为这要同时保障材料的坚固性和柔韧性,也就是说,需要在防止损伤的同时保障灵活度。为此,研究人员正在模仿一种不起眼的海洋动物,它的外壳极好地在保护性和灵活度之间取得了平衡。

用反射光识别幸存者

在灾后救援时,无人机常被用来被破坏区域的地图,帮助救援人员找到可能的幸存者。现在,研究人员开发了一套新的系统,可以让无人机自动分析画面,确定被发现的人是否还活着。对于自动识别系统而言,这是一次重大的飞跃。

手工制作细胞穿孔仪

只需重新利用普通打火机的部件,就可以自制新型的细胞穿孔仪!这款名为ElectroPen的电穿孔仪充分体现了“节俭科学”的传统,它可以为学生和研究人员提供昂贵仪器的廉价版本。“未来的发展趋势是合成生物学:不单是在计算机上编码,而是真正对活细胞进行编码,这样才能更好地帮助我们应对疾病、气候变化和环境污染等重大挑战。”ElectroPen的联合创始人、美国佐治亚理工学院的生物工程师萨阿德·巴哈姆拉(Saad Bhamla)说。但是,相比于修改计算机代码,编辑细胞基因组需要更多精密设备。因此,巴哈姆拉与当地一所高中的科学课合作了大约2年时间,专门开发廉价版的实验工具,其中就包括电穿孔仪(electroporator)。

把传感器放在绷带上

如果细菌从伤口入侵我们的身体,它们真的会威胁我们的生命,除非它扪能被尽早发现。现在,有一种可以安装在绷带上的新型传感器,当它发现细菌含量已经进入需要引起警惕的危险范围时,就会向附近绑定的智能手机发出警报。

充电方式影响续航?

为了使电动汽车在两次充电间行驶尽可能远的里程,它们的电池需要“装”上足够多的电。一种选择是锂金属电池,它的阳极是高能量密度的锂金属,这是锂金属电池的关键组成部分,因此比广泛使用的锂离子电池具有更高的储能能力,而锂离子电池的阳极是石墨。尽管相比于石墨,锂金属能储存更多的能量,但也老化得更快,因而限制了锂金属电池充电和放电的次数。但最近,研究人员发现了一种新的充电方式,它能恢复受损的材料,从而显著延长电池的寿命。

“最白”的涂料能制冷?

借助出色的热伪装潜力,“最黑”的涂料吸引了99.9%公众的目光。现在是时候将注意力转移到与它性质完全相反的“最白”涂料上了。最近,研究人员展示了一种由新型合成白色涂料覆盖的表面,它可以反射98.1%的日光,无需安装空调就能产生优异的制冷效果。据美国普渡大学机械工程系阮修林(Xiulin Ruan,这项研究的共同作者)介绍。

用混凝土充电

混凝土,仅次于水,是世界上使用第二多的材料。由于它在周围的建筑环境中无处不在,研究人员一直在希望用混凝土来储存电力--换句话说,就是让建筑物充当巨型的电池。当许多地方越来越依赖风能和太阳能这样的可再生能源时,这种想法也在取得进展。

怎样让混凝土更抗冻

在日常生活中,温度变化会使水结冰膨胀,然后再化冻收缩。由于混凝土的多孔结构能够吸收液体,在经历这些变化后,它的表面会起皮、脱落。现在,研究人员找到了一种能预防混凝土表面受损的新方法。“过去,在预防冻结-解冻过程给混凝土带来的破坏时,我们主要使用一种20世纪30年代开发的技术:往混凝土中注入细小的气泡.”