《MIT Tech 麻省理工科技評論》
* 【科學家利用甲烷菌生產合成橡膠原料異戊二烯,產量比同類細菌高出 179 倍】異戊二烯是一種非常有價值的石化產品,是生產粘合劑、合成橡膠等各種消費品的主要原料之一。
每年大約有 80 萬噸異戊二烯是從石油中提煉出來的。為了減緩氣候變化,盡量減少對化石燃料的依賴,相關學者一直致力於尋找替代的、可再生化學物質來源來生產異戊二烯,這些替代品包括酵母、大腸桿菌和藍藻等。
近日,內布拉斯加大學林肯分校的生物化學家尼科爾・布安(Nicole Buan)及其同事對一種甲烷菌進行基因工程改造後,能夠產生大量的異戊二烯,且產量遠遠超過了其他微生物。
產甲烷菌以釋放甲烷而聞名,這種單細胞微生物廣泛存在於人類和其他動物的內臟,以及海洋底部的深海熱泉等沒有氧氣的地方。
* 【閃電是如何給地球和其它地方帶來生命的?】在其它星球上搜尋生命的過程就如同烹飪,所有的素材都具備了 —— 水、溫暖的氣候、濃厚的大氣層、適當的養分、有機物以及能量源。然而,如果沒有一個可以促進這些素材相互反應的過程或環境,那麼你只能得到一些毫無用處的原材料。
所以說,有時候生命需要靈感的火花 —— 也許需要幾萬億個。一項發表於《自然・通訊》雜誌的新研究表明,在地球上生命首次出現的大約 35 億年前,閃電作為關鍵媒介合成了構成有機物的磷。磷是構成 DNA、RNA、ATP(所有已知生命體的能量來源),以及像細胞膜這樣的生物結構的重要物質。
* 【又一黑洞照片問世!偏振光下M87超大質量黑洞圖像公開】天文學家近日發佈了一張 M87 星系中心超大質量黑洞的新圖像,這張圖像是 2019 年第一張黑體照片的後續,但它更清晰,圖片中的偏振光描摹了這個超大質量黑洞的磁場線。
2019 年 4 月 10 日,事件地平線望遠鏡創造了歷史的新壯舉——發佈了有史以來黑洞的第一張圖像,黑洞看起來就像一個亮橙色圓圈,位於 5300 萬光年之外,由分布在四大洲的八個射電天文台拍攝到的。
* 【鋸末製成的生物塑料可在三個月內完全降解】
近日,耶魯大學研究人員將鋸末通過生物降解等方法打造成為了一種具有諸多優點的新型生物塑料,在保有高強度的同時,還能夠在三個月的時間內完全降解。該團隊已將有關這項研究的詳情發表在近日出版的《自然可持續》(Nature Sustainability)期刊上。
* 【一個月內240顆衛星上天!SpaceX成功發射第23批Starlink衛星】美東時間 3 月 24 日凌晨 4 時 28 分,SpaceX 的「獵鷹」9-1.2 型火箭從佛羅里達州的卡納維拉爾角太空軍基地第 40 號發射台發射升空,將 60 顆衛星送入軌道。火箭發射大約 9 分鐘以後,將近 230 英尺高的一級助推器在位於大西洋的「我依然愛你」(Of Course I Still Love You)號回收船上著陸,返回地球。
火箭發射大約 1 小時後,二級助推器將繼續推進 60 顆星鏈衛星。所有的衛星都在近地軌道上運行。
* 【麻省理工學院通過觀察天體確定複雜碳環分子多環芳烴】
麻省理工學院天體化學家布瑞特·麥奎爾領導的團隊借助綠岸望遠鏡,在距離地球 430 光年的金牛座分子雲(TMC-1)中,確定了兩種獨特的多環芳烴(PAHs),其由幾個相連的六邊形碳環和氫原子組成。他們首次在星際雲中發現了能夠解釋生命起源的複雜含碳分子多環芳烴(PAHs),且濃度遠超此前預期,研究這些分子和其他類似分子可以幫助他們更好地瞭解生命在太空中是如何開始的。
* 【杜克大學開發出用於異常環境檢測的「蜻蜓」機器人】
杜克大學基於仿生學開發出一款名叫 DraBot 軟體機器人,長度僅為 2.25 英吋(5.7 釐米),可效仿蜻蜓在水面上滑行,在檢查是否有漏油、高酸度和其他異常情況有獨特優勢。該研究已發表在《先進智能系統》雜誌上。
* 【iPhone 與 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度】
最新研究表明,蘋果的 iPhone和 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度。這項研究由斯坦福大學進行,並由蘋果公司資助。該研究將傳統的步行測試、使用 iPhone 和 Apple Watch 傳感器在門診測量以及通過應用程序遠程進行的步行測試進行比較。它還納入了被動收集的活動數據。
* 【美國科學家利用X射線對神經元進行無線調制,幫助治療和改善腦部疾病】
美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員與四所大學的研究人員合作發明利用X射線對神經元進行無線調制的方法。該療法依靠光學和遺傳學的突破,通過注射納米顆粒來刺激大腦深處的神經元,有可能幫助治療慢性抑鬱症和疼痛。
* 【新型高精度溫度計可為量子計算機快速測溫】
瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學的研究人員開發了一種新型溫度計,借助其可以實現在量子計算過程中,直接以極高的精度簡單、快速地測量溫度。相關研究成果發表在《物理評論X》期刊上。
* 【吃辣還有這好處?辣椒素能增加造血乾細胞動員能力!】血液癌亦稱血癌,就是我們平常說的白血病。白血病佔惡性腫瘤總發病數的 5% 左右,患有這類惡性腫瘤的人,需要先進行連續化療再進行骨髓移植,以用健康造血乾細胞代替受損乾細胞。我們都知道,交感神經可以調節造血乾細胞生態位,但骨髓中傷害性神經元的貢獻尚不清楚。
近日,阿爾伯特·愛因斯坦醫學院和北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員在小鼠身上做了實驗,併發現兩個結果:1.傷害性感受神經元通過降鈣素基因相關肽(CGRP,Calcitonin gene related peptide,人類用分子生物學方法發現的首個活性多肽)的分泌可以誘導造血乾細胞動員;2.辣椒素觸發傷害性神經元的激活,從而顯著增強了小鼠造血乾細胞動員能力。
* 【歐洲核子研究中心 LHCb 實驗結果正挑戰物理學的領先理論】
歐洲核子研究中心 LHCb(大型強子對撞機)實驗的英國物理學家今天公佈了新的結果,測量出現了兩種不同類型的美誇克(又名底誇克)衰變,這些結果可能暗示了違反粒子物理學現有標準模型。美誇克通過弱相對作用,可以衰變為上誇克或粲誇克,但新的結果表明,這可能不會發生。
* 【特斯拉聯合創始人與Specialized合力,共同解決電動自行車電池問題】電動自行車既有摩托車的功能,又可以使用自行車的腳踏騎行。它以輕便、易操控、節能環保等優勢,成為越來越多人出行選擇。通常,當騎車人踩踏板或使用油門時,那些安裝在自行車下管或集成在自行車下管內的電池會啓動電動機。
但是,電動自行車的問題也日益突出。比如,當電池用盡時該怎麼處理,是直接將這些電子垃圾送入垃圾站,還是有其他更好的解決方案?
最近,美國第三大自行車製造商 Specialized(按市場份額標準)給出了不一樣的答案。它選擇與特斯拉的聯合創始人兼前首席技術官 Jeffrey Straubel 合作,目的是讓電動自行車的蓄電池通過回收擁有第二次生命。
* 【火星上消失的水源可能隱藏在地殼之下】數十億年之前,溫暖的火星上分布著湖泊和海洋。而在大約 30 億年以前,這些巨大的水體在火星表面消失得無影無蹤。多年來,科學家們一直認為,隨著火星大氣層的削弱,其表面的水分逃逸到了太空之中。
然而,這些水源或許並沒有一直向上逃逸,而是朝著反方向進入了地下。加州理工學院研究人員開發的新模型顯示,我們仍然有可能在火星的地殼下發現 30% 到 99% 的古老水源,相關論文被發表在《科學》雜誌上。
同時也有10000部Youtube影片,追蹤數超過2,910的網紅コバにゃんチャンネル,也在其Youtube影片中提到,...
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#時事中的知識 #爆紅影片學科學
【挪威滑波房屋崩入海,意外背後意外豐富的科學】Quick Clay 奇譚
「這異象是蝦餃,難道是 2020 年在正常發揮?」 ← 近日大家看到這短片時,涼了半截的心中,或許是這樣 murmur 的。
*若你未看過,留言區有影片傳送門
但身為一個科宅,第一念頭是「咦?很不合理耶」,一眼目測影片中滑落的坡度實在沒多陡。必定要有一層很潤滑、很古溜的物質存在,那會是什麼呢。
難道是永凍土在夏天融化了ㄇ?嗯,只是亂猜測亂引用網友的話的話就和總是在囫圇搶快的台灣記者差不多了。我想學到些原本不知道的事,在知識中添加幾塊硬磚頭,就要用正確的方式使用 google。第一訣:若非必要,先不要用中文搜尋XD。
首先釐清影片基本資訊,人事時地物:事件發生在今年六月三號,攝影者是眼睜睜看自己家消失在海裡的苦主 Jan Egil Bakkeby 先生,他家位在北極圈內的挪威北部 Alta 市一帶。所幸無人傷亡,但有隻狗狗落水又游了上岸。
過了不久我就意外在 @Trust My Science 這個法語的科普粉專意外看到了關鍵字:Quick clay(d’argile rapide)。
喔喔喔.....這是啥。感覺和「流沙 quick sand」或「水銀 quick silver」 有關係呢。Quick clay 的中文是翻譯成【流黏土,或是超敏黏土】。但如果只查到名字就滿足的話,就會像費曼先生的爸爸曾經嗆聲的:「你可以把一種鳥在世界上各種語言的名稱背下來,卻仍然對它的習性一無所知。」所以,知曉了名字,再以名為索引去進一步了解它的一些特質是一定要的啦。
正是因為查到與學到的結果很奇妙,所以現在才會在這邊滿心激動的發文 XD
插入一個又是最早從 Vsauce 得到的冷知識,前述三物名稱中的 quick 意思都不是說那玩意很「快」。在古英語的用法裡 quick 的意思是活跳跳不安定的。出自欽定詹姆士王版聖經有 the quick and the dead(生者和死者)這個熟語——經文的上下文是說耶穌基督是一切生者與死者之審判 [提後 4:1]。
首先我學到 quick clay 和崩塌災害的最重點是:這種超敏感的黏土是高緯度的特產,其他地方是沒有的。是由冰河輾壓陸地,使岩石風化後形成的固體微粒,流入海中沉降而成。所以這種黏土與這種災害只常見於挪威、瑞典、俄羅斯、阿拉斯加、加拿大等國。
* 是的!其實很常見XD 不是啥末日異像。近年來各種異象似乎變多,自然是因為人手一機錄影增加,和對於爆紅影片渴求的媒體平台的普及,讓大家目擊率上升了。讓普通的事情變得奇特,奇特的事情變得普通。就這麼單純 XD
定義中黏土是顆粒直徑小於 0.002 毫米的土壤固體組成。也就是說,尺上的最小格子中可以讓超過五百顆的黏土微粒排排站。而粒徑由大到小是礫 → 沙 → 粉沙(silt)→ 最小顆的黏土(clay)。
關於流黏土/超敏黏土的第二個重點是,它們必須原本是海積黏土(marine clay)也就是在很鹹很鹹的海水中形成的黏土。而要脫胎換骨,變得很敏感、不穩定的必要條件是「要再從海裡,升回到陸地上來」!
這就很奇妙了,海底怎麼會變陸地呢。況且冰河最盛時期的海平面反而是比今天低的喔(水都凍在兩極了),怎麼會冰河退卻、海平面上升,反而卻有陸地從海裡浮上來呢?
最妙的就是這現象:稱為「冰期後反彈」(Post-glacial rebound),陸地會反彈上升是因為兩極冰蓋的那些水實在太重,曾經把陸地壓得都沉降了,當冰冠終於溶化後,這些陸地板塊才慢吞吞的,基於浮力的原理而慢慢升回去。許多沉海的陸地緩慢的浮起,使得前述極圈內的國家的領土,其實一直都在偷偷的變大!(然而俄國還是沒有比 #冥王星 大。)
海積黏土遇上冰期後反彈,離開了海,接下來它們繼續變化,主要是由陸地上的淡水逐漸洗去原本海水中的鹽分。這裡的鹽份是廣義的,包括鐵、鋁、鎂、鈣、鉀、鈉等正離子。要專業名詞的話,這叫淋溶作用(leaching)。淋溶除了由降雨來溶以外,有時也會由地區性的豐沛的、自流性的地下水穿過黏土層把鹽分帶走的方式在進行著。
話說黏土其實有很多種組成,它們的通性是都由矽和鋁的氧化物所組成,而且都是由地球特色最多的水去攻擊(水解)一大塊岩石——角閃石、長石或雲母等礦物,化學作用所形成的分子碎片,也就是「風化」的產物。#所以若是沒有水就是妨礙風化
離題一下,所以當 NASA 送機器探測器到火星,探勘到黏土礦物的時候才會興奮異常!黏土乃是水:大量的水曾經存在的證據是也。
黏土的另一個和生活最相關性質是「離子交換」,其實就是前兩段說由淡水去把鹽份(陽離子)淋溶出來的同一件事,一種離子換另一種。而和生活的關係是......呃,有一種黏土叫 smectite 綠土,如果大家不幸腹瀉不止去看醫生,醫生八成會開給你一包無味道的粉末止瀉藥 Smecta ← 此處無業配。也就是說,有時候「吃土」能藉由離子交換的特性,調節紊亂的腸胃滲透壓,吸附毒性物質,進而達到止瀉的效果。有些黏土的離子交換性質高,有些低一點,但都有一定的交換能力。
等一下喔,原來大家都知道的黏土,除了會黏可捏之外還有那麼多學(ㄒㄧㄠˊ)問存在。對啊,若不是對於奇怪的話題亂調查,我也不會知道這些事的——或說,若無相關脈絡,那些精妙的知識對我來說沒有太大意義,但即使是一則冷知識的脈絡,知識就自動凝聚形成一則小劇場了。冷的好!
所以到底為何失去了鹽分就可以把海積黏土轉變為 Quick clay,造成挪威、加拿大等國家動不動就有土地滑到海裡去呢?
* 先前有次這樣被好好拍攝下來的 Quick clay 大型滑波事件是 1978 年挪威 Rissa 發生的,留言區我放一個惠我良多的科普紀錄片的超連結。
話說身為台灣人,仙草、愛玉、豆花、洋菜凍這些夏日冰品大家肯定都非常常吃......欸不是,怎麼忽然從黏土講到各種凍咧。理由是,很奇妙的上述各種凍會從液態凝聚成固態,和黏土遇到海水裡的鹽就會沉降,原理其實有點像。也就是鈣、鎂這些陽離子扮演了「橋接」的角色,讓本是一團散沙、彼此看不順眼的分子能夠穩定且和睦的相處。
當然更詳細的機制是牽涉到電性中和、擴散電雙層(diffused double layer)、凡德瓦力(van der Waals interaction)這些更精妙的部分......但我覺得大家都能理解的是鹹豆漿。也就是陽離子促成的凝絮作用(flocculation)。和生物化學實驗的鹽析效應也類似。但我現在忽然極度得想吃布丁。
→→ 加鹽就會穩定,遇到淡水就會不穩定。極度簡而言之是這樣。
有陽離子,而且是越高價數的陽離子例如 Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ 越是有架橋的功能。所以愛玉子要用含有鈣離子的硬水洗,才會讓「膠」(其實是多醣類)凝聚,用含有極少離子的 RO 水是無法凝成愛玉的。
其實還有一個微奇妙的要件,植物腐化後形成的腐植質(humus)因為酸性和其多酚成分,也會干擾、把黏土中的陽離子拽走,進一步不穩定化。所以經常 Quick clay 取出來會是黑黝黝的。
於是最後的最後,被淋溶而失去那些鹽份:使黏土微粒彼此達到和諧穩定的關鍵被消滅之後,一層超不穩定的 Quick clay 就形成了,電子顯微鏡下這種黏土結構完全就像是一大片「紙牌屋」,橫七豎八的片狀黏土的中間空無一物,空隙中由空氣或水充填,只要遭受擾動就會由一部份崩塌迅速惡化到全體崩塌。一觸即潰。所以這種崩塌常常是海邊先塌一小塊,然後崩潰的前緣逆向往岸上傳遞。
而最奇葩的特性是(還有啊?! 對還有),流黏土如其名,它崩塌之後就會完全液化成汁。黏滯性暴跌到原土壤的一百萬分之一......那什麼概念呢,蜂蜜和水的黏滯性差別是一萬倍,就是那個一倍半(對數尺度)的降低。崩潰了的流黏土的顆粒不只不再團結,甚至會彼此排斥,由於都帶有些微的負電,就摩擦力甚小 → 最完美的成災要素齊聚了。
查到這,我終於弄清楚影片中那神秘的超級古溜、潤滑了一大片土地讓它滑進海裡的物質的真面目了。流黏土它基本上是液態的潤滑劑,所以即使只有一丁丁的坡度都一發不可收拾。甚至在前述挪威 1978 年發生那次,地面的坡度只有不到 3 度!
至於避免的方法就是土壤普查。而因為流黏土通常不是位在地表,而是在表土的下方分布成層,所以要透過鑽探取樣鑽鑽看。而就像台灣在推行土壤液化潛勢圖,加拿大、瑞典、挪威等國也在不斷進行著流黏土地區普查的工作。
這和全球暖化到底有沒有關係啊......嗯,不知道。我們知道地下水會進一步使流黏土不穩定化,而永凍層的逐漸融化會不會改變、加重這過程,就有待科學調查了。偶速科宅,偶棉下回再見~~
參考資料:
Landslides| Quick clay - NGI (挪威大地工程學會)
https://www.ngi.no/eng/Services/Technical-expertise/Landslides/Quick-clay
The Quick Clay Landslide in Rissa, Norway - ISSMGE (國際土壤力學與大地工程學會)
https://www.issmge.org/uploads/publications/1/35/1981_03_0080.pdf
Quick clay in Sweden - K.Rankka et al. (2004) 【文件大請注意】
https://www.swedgeo.se/globalassets/publikationer/rapporter/pdf/sgi-r65.pdf
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🔆用於冬季的最初跡象,以防止不適和季節性敏感。在胸部,頸部底部以及頸部和耳後部後面塗抹並按摩。
⚠️外部使用。不建議7歲以下的兒童使用。放在兒童接觸不到的地方。不推薦用於孕婦或哺乳期婦女,有痙攣性或癲癇病史的患者,或對其中一種成分過敏的婦女。
✅使用方式:在胸口按摩,或塗抹在頸部
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