欢迎收看一周科技。本周你将看到:①防溅水小便池;②看老鼠如何随音乐摇摆;③灵芝电路板;④人每天需要多少水;⑤人工培育肾上腺。
杜绝飞溅
滑铁卢大学研究者设计出了一款无论怎么尿都不会溅出水花的新型小便池,最近他们在美国物理学会的流体力学会议上发表了这一实用成果[1]。
图中右手边的第二个就是研究者选中的最优设计 | mia shi at university of waterloo
研究者指出,设计的关键在于角度:如果能保证水流始终以低于临界值的角度撞击容器表面,就可以基本杜绝水花飞溅。基于这一要求,他们参考鹦鹉螺壳的几何结构,设计出了细长的新款小便池。用染色水进行的一系列实验显示,和传统造型相比,新设计能让液滴飞溅减少到原来的1/50。
防止飞溅不仅可以避免弄脏衣服和鞋子,还能减少维护公共卫生间清洁所需的水和人力。
一起摇摆
跟着音乐摇头晃脑并不是人类独有的行为——一项研究发现,老鼠也会随节拍摇摆[2]。
视频:看大鼠跟着节奏“甩头”!除了莫扎特的d大调奏鸣曲,研究者其实还给大鼠播了lady gaga的《born this way》、皇后乐队的《another one bites the dust》、 michael jackson的《beat it》和maroon 5的《sugar》|2022 ito et al.
研究者给人类和大鼠都戴上了监测头部运动的装备,然后以不同倍速播放莫扎特的《d大调双钢琴奏鸣曲》k448。结果,这些从未接受过训练的大鼠,也会跟着节奏摆动头部,说明这是它们的本能。
当节奏为每分钟120~140拍(即120~140bpm)时,大鼠跟着节奏同步运动的表现最为明显——巧的是,这也是人类同步性最明显的节奏范围。相同的节奏范围还揭示了另一个秘密:我们更容易跟着什么节奏摆头,其实是由大脑而非肢体决定的。不同物种的大脑响应速度相似,但肢体响应则千差万别,小小的大鼠在肢体上可比人类快多了。
灵芝电路
如何能让电子设备更加环保?答案或许是:往里面加点灵芝。
研究者在灵芝菌丝材料上覆盖金属并用激光加工,由此制成了更易降解的环保电路板 | soft matter physics division, johannes kepler university linz/doris danninger
最近一项研究发现,灵芝(ganoderma lucidum)长出的菌丝体薄层可以替代塑料,用于制造更容易降解的电路基板[3]。这种天然材料柔韧且绝缘性良好,可以承受超过200℃的温度,性能足以支撑电子设备的需求。
只要远离潮湿和紫外线,这种材料可以长时间保持稳定,而在土壤中则只需两周即可降解。基板材料降解后,电路板剩余的金属部分可以再进行回收。
每天几杯水
人一天到底需要多少水?新研究显示,答案远不是“八杯”那样简单。
人们的水消耗量有极大的个体差异 | ulleo/pixabay
这项发表于《科学》的研究对人类的每日需水量展开了大规模调查[4]。研究者利用同位素标记方法,测试了超过五千位志愿者体内的水周转率——也就是一天体内有多少水替换成了新的。结果显示,受运动状态、年龄、性别、环境等诸多因素影响,人们的需水量有极大的个体差异。一个人有可能每天体内只周转1升水,也可能周转量多达6升甚至10升。虽然消耗总量不大,但新生儿的水周转速度最快,他们体内每天会有多达28%的水替换成新的。
研究者表示,实验结果并不能直接成为饮水量指导。不过,预测人们的用水需求可以帮助制定政策,以应对气候变化和人口增长带来的挑战。
培养肾上腺
研究者首次在实验室中培育出了人类肾上腺组织,这些人工组织未来有望用于医疗。
培养皿中的“迷你肾上腺” | kotaro sasaki/university of pennsylvania
在3年时间的精心调试之后,宾夕法尼亚大学研究成功利用诱导多能干细胞培育出了这些大小约有2毫米的肾上腺类器官[5]。它们拥有与发育早期器官相似的特征,能够产生类固醇激素,并且能像真正的器官一样对药物产生反应。
肾上腺是重要的内分泌器官,它对调节代谢等生理过程起着关键的作用。未来,人们可以利用这些人工培养组织进行基础研究和药物测试。如果技术进一步完善,这些组织或许还能用于治疗肾上腺功能缺陷。
参考文献
[1] https://meetings.aps.org/meeting/dfd22/session/u12.8
[2] https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo7019
[3] https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add7118
[4] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abm8668
[5] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s1534580722007626
作者:麦麦,窗敲雨
编辑:窗敲雨