科学松鼠会 » 窗敲雨 http://songshuhui.net 剥开科学的坚果,让科学流行起来 Thu, 18 Oct 2018 22:25:46 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=4.3.17 http://songshuhui.net/wp-content/uploads/cropped-songshuhui-32x32.jpg » 窗敲雨 http://songshuhui.net 32 32 美图欣赏:生命的“轨迹” http://songshuhui.net/archives/102617 http://songshuhui.net/archives/102617#comments Wed, 17 Oct 2018 22:25:35 +0000 http://songshuhui.net/?p=102617

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前段时间,皇家生物学会举办的摄影比赛(RSB Photography competitions)公布了今年的入围名单。之前没有关注过这个科学摄影比赛,不过其中有一幅作品我很喜欢。这张照片名叫“Trails of life”,在金黄色的落叶上,分布着一条条蜿蜒的轨迹,看起来就像是天然的迷宫。

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(拍摄者:Roberto Bueno)

这就是“生命的轨迹”了,确切地说是藏着树叶里的小虫子留下的生活轨迹。据拍摄者介绍,这些树叶来自颤杨(Populus tremuloides),而在其中制造图案的则是一种潜叶蛾的幼虫(Phyllocnistis populiella)。这种昆虫的英文俗名叫“杨树叶矿工(aspen leaf miner),这个名字可以说是十分形象,幼虫们会钻进叶片内部取食组织,同时不破坏树叶表面的植物角质层,于是就在树叶上留下了一条蜿蜒的轨迹。至于轨迹中间那条深色的线嘛,那是幼虫留下的排泄物……

幼虫的本体:

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(图片来源:https://bugguide.net/node/view/204391/bgimage)

其他一些受到幼虫啃食的树叶:

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(图片来源:http://ncearthropods.blogspot.com/2013/09/phyllocnistis-populiella-larva.html

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(图片来源:https://www.flickr.com/photos/alanvernon/3050498625/

图案相当好看,但当然这对植物而言不是一件好事_(:з)∠)_

更多了解这种潜叶蛾可以看:https://www.fs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb5347213.pdf

更多入围摄影作品:https://www.rsb.org.uk/news/14-news/2040-rsb-photography-competitions-shortlist-announced

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肾结石:意想不到的内在美 http://songshuhui.net/archives/102518 http://songshuhui.net/archives/102518#comments Wed, 03 Oct 2018 06:09:06 +0000 http://songshuhui.net/?p=102518

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在很多人眼里,肾结石或许只是一块块无比丑陋又折磨人的小石头,但如果换个视角来看,它也有相当美丽的一面。

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这些颜色绚丽的荧光显微照片展示的都是肾结石,确切地说是薄薄的肾结石切片,它们来自最近发表在《科学报告》上的一项研究。把岩石切片用显微镜观察是地质学家常用的研究手段,但对肾结石进行类似的观察还是件比较新鲜的事情。

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(一块切片与对应的肾结石碎块)

研究者们从医院收集了超过50块肾结石样本,从中截取薄薄的切片,并用一系列光学和电子显微镜技术观察了肾结石的内部结构。结果显示,这些肾结石决不是一块均匀简单的草酸钙结晶:在最初的结晶外侧,交叠着一层又一层有机质与新的结晶,而且还能找到结晶反复溶解与再次形成的痕迹。

过去医学界常认为肾结石没法自己在肾里溶解,而肾结石的内部构造则显示它其实一直处在不断溶解和结晶再度生长的循环当中。这也意味着我们或许能找到让结石在肾内充分溶解的方法,并把它变成一种新的治疗手段。

原论文:https://www.nature.com/articles/s41598-018-31890-9

图片来源:Mayandi Sivaguru, Jessica Saw from Bruce Fouke Lab, Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, U. of I.

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水下火焰喷射器?不,那是鲁米诺在发光 http://songshuhui.net/archives/102416 http://songshuhui.net/archives/102416#comments Sun, 23 Sep 2018 23:13:58 +0000 http://songshuhui.net/?p=102416

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今天的主角又是深受大家喜爱的发光物质鲁米诺。这个版本看起像是水下的迷你火焰喷射器,但并不涉及燃烧,本质上依然是鲁米诺分子被氧化发出蓝色的光:

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这个图的原视频录制者是Kendra Frederick博士(推特:@kendrakf13)。有意思的是,这并不是专门设计的演示实验,而是处理实验废液时萌生的小创意。烧杯中的溶液是10%的次氯酸钠漂白剂(充当氧化剂),用针管注入的则是用剩下的含鲁米诺的化学发光试剂。当鲁米诺在碱性条件下被适当的氧化剂氧化时,可以产生一种“激发态”的中间产物,当其中的电子回到基态,就会发出蓝色的光。

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这里的鲁米诺试剂原本是用来检测蛋白质的。在蛋白印迹法(western blot)中,经常会用到连接了酶的抗体来结合待检测的蛋白质,而鲁米诺化学发光试剂与酶(过氧化物酶)配合使用可以让局部发光,把蛋白质的位置显示出来。图中的发光非常明亮,应该是因为试剂里加了化学发光增强剂。当然实际检测蛋白质的时候发光远没有这么亮。

这个实验在推特和reddit上都收到很多好评,效果这么像火焰也真是没想到啊。

信源:https://twitter.com/kendrakf13/status/1007088771500830721

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放进烤箱就会缩小的热缩片是用什么做的? http://songshuhui.net/archives/102366 http://songshuhui.net/archives/102366#comments Sat, 15 Sep 2018 06:26:46 +0000 http://songshuhui.net/?p=102366

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热缩片是手工爱好者的好伙伴,人们在这些薄薄的塑料板上描绘喜欢的图案,它可以很轻松地进行裁剪和打孔,而一旦把它放进烤箱或者用热风枪加热,神奇的事情就发生了:薄薄的大塑料片迅速地收缩,变成了一小块厚塑料片,尺寸只剩下原来的1/4左右。然后,它就变成了各种漂亮的小挂件。

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(在烤箱中收缩的热缩片,图片来源:giphy)

这种手工材料的化学成分是聚苯乙烯,也就是那种回收符号是6的塑料。聚苯乙烯是一种透明、质量轻、硬质的热塑性塑料,它在生活中也有很多应用,比如很多饮料杯盖都是这种材质,泡沫塑料“保丽龙”指的也是发泡的聚苯乙烯。

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(聚苯乙烯的结构单元)

塑料板受热收缩的性质源于加工过程中预先进行的拉伸。热缩片是一种双向拉伸的聚苯乙烯薄片,在生产过程中,它经过了两个方向的拉伸处理,并通过冷却使材料中的分子“固定”在了拉伸的状态。这样加工过的塑料制品会出现形状记忆效应,当再次加热软化时,拉伸状态的聚苯乙烯分子又得到了更大的活动余地,它们会倾向于恢复到拉伸之前较为蜷曲、收缩的状态。双向拉伸的薄膜热收缩更加均匀,因此热缩片在经历了一些魔性的扭曲之后,最终还能恢复到接近平展的状态,上面的图案也不会有明显的变形。同样原理的热收缩塑料薄膜在包装材料中应用也很广泛。

其他在生产过程中经历了拉伸的塑料制品也有类似的热缩现象,比如饮料瓶和一次性塑料杯,有兴趣可以用热风枪吹一吹观察一下。另外热缩片真的很好玩!沉迷做热缩片停不下来……

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球藻为什么会浮起来? http://songshuhui.net/archives/102332 http://songshuhui.net/archives/102332#comments Thu, 13 Sep 2018 06:08:26 +0000 http://songshuhui.net/?p=102332

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你养过球藻吗?作为一种安静又治愈的宠物(姑且算是),人工养殖的球藻受到了很多人的喜爱。在养球藻的过程中,有时能观察到原本沉在水底的藻球漂浮到水面附近,这是为什么?

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最近在期刊Current Biology上,刊登了一篇专门研究这个问题的论文(竟然能发Current Biology_(:з)∠)_)。答案其实和很多人想的一样:是因为光合作用产生的氧气泡泡。在光照下,球藻进行光合作用,产生的氧气气泡附着在藻球表面,就增加了浮力。

当然,论文作者毕竟还是进行了一番实验验证。他们把球藻装进量筒里观察,还在水中加入了光合作用抑制剂DCMU。这一次,被抑制光合作用的球藻就怎么都浮不起来了……

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(充满活力的对照组和生无可恋的实验组)

实验还发现,球藻浮起的速度受到内在昼夜节律的影响。具体说来大致就是,如果在黎明时分把球藻从暗处挪到光照环境下,它会更快地进行光合作用、更快地浮上水面,而如果是从中午才开始光照,就会上浮得比较慢。论文作者表示,在自然环境中,早上漂浮起来应该能帮助球藻们更好地接受光照,进行光合作用。

这个论文怎么说呢,大概就是科学家养宠物的感觉吧……_(:з)∠)_

文中图片来自:Dora Cano-Ramirez and Antony Dodd, University of Bristol

相关报道:https://www.nytimes.com/2018/08/24/science/marimo-floating-algae-balls.html

原论文:https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)30926-6

不管怎么说,球藻确实是很可爱的(无误

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美图欣赏:钛金属彩虹 http://songshuhui.net/archives/102327 http://songshuhui.net/archives/102327#comments Sun, 09 Sep 2018 06:06:47 +0000 http://songshuhui.net/?p=102327

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经过不同条件处理的钛金属显示出绚丽的色彩:

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(图片来源:https://www.reddit.com/r/pics/comments/99sdse/the_way_titanium_gets_color_with_different/

金属本身当然没有彩虹色,使钛金属披上彩色外衣的其实是它们表面厚度不同的氧化物薄膜。氧化物薄膜是透明的,通过它反射的光线可以发生薄膜干涉,让一些波长的光加强,另一些波长的光减弱,就显示出了不同的色彩。

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(彩虹色钛板。图片来源:https://stewartlab.com/general-information/titanium-anodizing-service

这里加工钛用的是电化学方法(阳极氧化),通过不同的条件可以形成厚度可控的氧化膜。此外加热也可以在金属表面形成氧化膜,让金属出现虹彩。之前介绍过形状特别、颜色也十分绚丽的铋晶体,上面的色彩就是通过加热在表面形成氧化膜产生的。

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带有氧化层的炫彩钛零件在市面上挺常见的,有些还会做成饰品。除了给金属加颜色,还有一种类型的珠光颜料是在云母的外面加上一层二氧化钛薄膜,这样也会通过光的干涉产生亮闪闪的彩色效果。

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