芦苇——水边倩影

污水“净化器”芦苇是禾本科芦苇属植物,高可达1~3米,秆直立,茎中空,根状茎十分发达,能在污泥中四处延伸。芦苇多生长于江河湖泽、池塘沟渠的沿岸和低湿地,凭借极强的繁殖能力常常成为湿地植物的建群种(能决定群落结构和内部环境条件,群落的建造者),有着“第二森林”的称号。

太空送来的“清洁能源”

太阳能是人类清洁能源的重要组成部分。人们在地球的许多地方铺设太阳能板,但是这些太阳能板在晚上或者阴雨天时就不能发电了。为了最大限度地利用太阳能,科学家将太阳能板送到一个能24小时发电的地方——太空。在那里,太阳光不受大气层的遮挡,光照强度比地球上高出5~10倍。这些太阳能板被组装成一颗卫星,并在地球同步轨道上运行,还有专门的机器人对卫星进行维护。

会变形的微型刷牙机器人

刷牙是门技术活,有效的口腔护理步骤更是十分繁琐。现在,主要由氧化铁纳米颗粒构成的微型刷牙机器人,不仅能帮我们自动完成刷牙、清洁牙缝、漱口等,还能抑制口腔细菌。氧化铁纳米颗粒是由纳米级的氧化铁颗粒组成的一种材料。

象鼻机器人变身“田螺姑娘”

软体机器人是一种新型的柔软机器人,是科学家们从自然界中的各种生物(例如蚯蚓、章鱼、水母等)获取灵感设计出的。这种机器人远比钢筋铁骨的传统机器人灵活和多功能。同时,柔软的材料还能保障人类与其交互时的安全。象鼻机器人手爪上的软性结构有多个微通道,可以在内部产生真空,帮助其附着在物体上。而且每个微通道都是柔性的,可以改变自己的形状,以匹配它所接触的物体的形状。因此,软结构本身通过对物体表面产生粘附力而起到吸盘的作用,吸起物体。

北极熊毛中的御寒“黑科技”

用显微镜观察北极熊毛可以发现,每一根都存在空腔结构。据研究,空气静止后无法产生热对流(流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程),进而减少热量流失,因此静止的空气是非常好的保暖材料。而北极熊毛的中空管状结构,里面就充满了空气—能够有效减小热导率。

御风飞行的光动力机器人

光动力机器人是基于光响应材料组装的飞行机器人,能靠风飞行,并由光控制。它使用的材料属于智能聚合物(也称刺激响应聚合物),当外界环境,例如温度、酸碱度、光、压力等发生改变时,具有智能行为的大分子体系会在分子结构上发生转变。

未来海底城

2093年,人类在太平洋海域建造了一座海底城。站台上,领航鲸号列车正等待着我。它是一辆真空管道列车,只需几分钟就能将我送到海底城。想到沿途那些绮丽的海洋景观,我有些兴奋。我乘上领航鲸号潜入太平洋,很快便看到了各式各样的海底交通工具,它们正忙碌地按照规定的海洋线路行驶。有个头虽小速度却快的鲟鱼号潜艇,有庞大的巨齿鲨号通用潜艇,还有适合短距离行驶的扬子鳄号摩托艇……不仅如此,蓝鳍金枪鱼、柠檬鲨、达克鳄也悠哉游哉地游过我眼前。

可穿戴人工喉:让发音障碍者获新“声”

这是一款用石墨烯材料制成的智能可穿戴人工喉,别看它只有硬币大,却能实现“收发一体”,高效又高质地帮助发音障碍者获得新“声”。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的、只有一层原子厚度的二维晶体,具有极高的电子迁移率、优秀的机械强度和导热性,对低频肌肉运动、中频食管振动和高频声波信息有很高的灵敏度,同时也具有抗噪声的语音感知能力。

终极蓄电池——空气电池

空气电池结合了可充电电池和燃料电池技术的精华,再利用“金属+空气=电力”的公式,正极使用能吸收氧气的材料,负极使用金属等材料。放电时,金属离子从负极向正极移动,与从空气中吸收的氧气发生反应而产生电;充电时,金属离子与氧分离并从正极移动到负极。

微米级的“生物建筑师”

这面墙壁的混凝土中添加了巴氏芽孢杆菌。它是一种生活在火山周围极碱性湖泊中的顽强细菌,在有氧和无氧的环境中都能生存下去。在无氧的干燥环境中,它会形成芽孢,进入休眠状态;一旦遇到15~37摄氏度的有氧环境(例如,墙壁上凿出了钉子洞让氧气进入),它就可以重新萌发成营养体,并产生制造水泥的原料--方解石,同时,在水的渗透作用下修复墙体。

文化安全知多少

文化是民族的血脉,是人民的精神家园。文化安全作为国家安全的灵魂,与一个国家的政治安全、社会安全紧密相连。然而,一些别有用心的人却通过网络、影视作品、图书等进行价值输出,甚至篡改、丑化中国的传统文化和民族英雄,企图弱化中国的文化认同,严重威胁中国的文化安全。

神奇的液态金属机器人

“磁活性固液相变机器人”是一种将磁性粒子嵌入熔点仅为29.8摄氏度的金属镓所制成的复合材料,只需利用交变磁场(当电场和磁场都随时间变化时,由变化着的电场激发的磁场和由变化的磁场激发的电场的总称)对磁性粒子的产热效应来改变其温度,就能轻松实现固态和液态之间的状态转变,并且在磁场的引导下快速运动。

直系亲属间能不能相互输血?

近亲输血很“要命”输血,在医学中属于移植的一种,会伴随着一系列免疫反应。输血相关性移植物抗宿主病(TA-GVHD)就是其中的免疫反应之一,是一种极严重的输血并发症。几年前,一部影视剧中的小男孩需要输血,男主角本想挺身而出,却因“直系血亲间不能输血”被阻止。不得不说,这个编剧还是下了功夫的,因为TA-GVHD这个可怕的输血副作用在亲属间发生的概率远高于非亲属。尤其是一级亲属,即父母与子女间,发病率要高11~21倍。

厦门潮间带赶海笔记

位于台湾海峡西岸的厦门潮间带,物种之丰富远超人们的想象。受九龙江、黑潮支梢和南海暖水以及中国台湾西岸入海径流的多重影响,这里的海域水体内拥有大量无机盐和有机物,为许多海洋生物提供了丰富的食物来源。根据记录,自达尔文时代至2006年,100多年来在厦门湾所记录的物种共5713种。

能阻挡病与虫的种菜薄膜

更神奇的是,这种薄膜身上还布满了纳米小孔一一植物根系可以穿过小孔吸收水分和营养,而细菌、线虫等则会被这些小孔拒之门外。由此,植物可以轻松获得营养物质,又避免了病虫害的侵袭。所以,这种薄膜不仅能提高作物产量,让果蔬更有营养,还可以在沙漠、冻土甚至受污染的土地上进行农业生产。

回家

闭上双眼,整个世界淹没在黑暗中,再睁眼,面前堆成小山的卷子消失得无影无踪,出现的是一尘不染的餐桌。苏木已经习惯了这样的生活。十余年前,“元世界”研发成功,人们只需一个“元账号”,就可以在虚拟世界中完成各种活动。苏木的父母都是科研人员,所以她理所当然地成了“元一代”,从小学开始,就一直生活在元世界中。

生态安全知多少

生态安全是国家安全的重要组成部分,是指一个国家赖以生存和发展的生态环境处于不受或少受破坏与威胁的状态。生态系统为人类提供了水、空气、食物等物质。维护生态安全就是保障人类基本生存,保障经济发展、社会稳定和国家资源安全。

性格古怪的“淘气包”:东北冷涡

春季北方的沙尘天气、7月华北的暴雨、8月东北夏季的低温,这些看似毫无关系的天气现象,都有一个共同的“指挥官”——东北冷涡。东北冷涡是个什么“涡”?它的“脾气性格”如何?它又是如何“指挥”上述那些天气现象的?除了“调皮捣蛋”——引发沙尘、暴雨、低温,它还做了哪些“好人好事”?让我们一起来认识一下它。

生命之歌

2037年秋天的一个早晨,钢琴声像往常一样响起,这是孔家的独生女儿宪云在做早课。她今天弹的是门德尔松的《〈仲夏夜之梦〉序曲》。宪云今年才5岁,但指法已经相当老练。她十指翻飞,悠远清灵的乐曲从她的指尖流出,而她也仿佛跟随着琴声进入了彩虹般朦胧的夜景。她母亲在身后静静地听着。一曲即毕,这位中央音乐学院的教授轻轻鼓掌。