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超级廉价,树叶做电池

2016-03-01

大众科学 2016年2期
关键词:亚斯素数梅森

树叶也能做电池?对,你没看错。美国马里兰大学的研究人员用橡树叶和一些钠,做出了取材方便、成本低廉的环保电池。

研究人员首先把橡树叶放入1000摄氏度高温中烘烤一小时,使树叶碳化,随后加入钠。橡树叶背面布满细孔,原本用来吸收水分,研究人员正好用这些细孔吸收钠电解质;树叶的正面已经变成一层层纳米结构的碳,可吸收携带电荷的钠;整个过程正好形成钠电池的正负两极。

细说起来,钠电池和当前市面占据主流的锂电池几乎同时问世,钠电池效能更高,但由于一直没能找到合适的电极材料,因此钠电池循环寿命远不如锂电池。不少科学家正致力于解决钠电池的材料问题。

美国每日科学新闻网援引马里兰大学研究人员的话报道,树叶随处可见,随手可捡。之前他们曾用木纤维等其他天然材料制作钠电池,但发现树叶的形状和结构更适合,他们计划下一步使用不同形状的树叶制作电池,希望找到最佳厚度、结构和弹性的电能存储器。(来源:京华时报2016年2月1日)

可植入“形状记忆”塑料问世

中国科学家发明出一种实验性可变形材料,这一发明将工业折纸术提升至新的水平,为医疗和航天应用提供了广泛的可能性。

这种新型聚合物塑料能够根据预设的温度变化,而适时改变自身形状。此外,这种材料能在不“擦除”之前形状的情况下,改变为新的形状,因此能用于制造难以通过常规手段由机器或模具制造的复杂部件。

这种聚合物是“可编程物质”的一个最新例子。为展示其能力,研究人员为一小片这种新的聚合物材料预先设定了一系列形状。随着不断加热,这种材料从船的形状变成鸟的形状,再变成风车的形状,然后恢复其最初的形状。

据称,这种材料能够在形状发生多次改变时产生记忆并循环。而且,这种新材料制作起来既简单又便宜,可以很容易地被改造成3D打印机的墨水。这个项目小组的成员、中国浙江大学的谢涛说:“我们的新研究表明,你可以得到各种各样、复杂得多的永久形状。这创造了新的可能性。”

虽然这仍然是实验室里的新奇事物,但其潜在的应用十分广泛,包括能够根据体温发生改变的柔韧的医用传感器,被日光加热时展开的太阳能板,以及可变形工具或机器人等。(来源:美国《科学进展》杂志2016年1月8日)

世界最大素数被发现,长达2233万位

美国密苏里中央大学数学家柯蒂斯·库珀通过“互联网梅森素数大搜索”(GIMPS)项目,于1月7日找到了目前人类已知的最大素数274207281-1,该素数有22338618位,是第49个梅森素数。这一重大发现为GIMPS项目诞生20周年献上了厚礼。

那么,这个数字到底有多长?如果用五号字逐位打印出来,从头到尾长达82.7公里。

2300年前,古希腊数学家欧几里德就已证明素数有无穷多个,并提出一些素数可写成2P-1(其中指数P也是素数)的形式。这种特殊形式的素数,具有独特的性质和无穷的魅力,千百年来一直吸引着众多的数学家(包括数学大师费马、笛卡尔、莱布尼兹、哥德巴赫等)。

梅森素数在当代也具有重大意义和实用价值。它是发现已知最大素数的最有效途径,其探究推动了“数学皇后”——数论的研究,促进了计算技术、密码技术、程序设计技术和计算机检测技术的发展。难怪许多科学家认为,梅森素数的研究成果,在一定程度上反映了一个国家的科技水平。英国数学协会主席马科斯·索托伊甚至认为,它的研究进展不但是人类智力发展在数学上的一种标志,也是整个科技发展的里程碑之一。(来源:新民网2016年1月23日)

行星撞出地球水

美国最新研究显示,地球上今天的水资源大多数来自一个叫“特亚斯”的行星。大约45亿年前,“特亚斯”和地球相撞,当时,太阳系的岁数还不到1亿年,在天文学中可算是相当“年轻”。这场撞击给地球带来了不少水资源,同时还造就了月球。不过,“特亚斯”也在这场撞击中被完全摧毁了。

通常来说,太阳系当中,大多数星球的“氧元素同位素”成分存在显着区别。不过,透过比对地球和月球的样本,研究人员发现,两者“氧元素同位素”的比例极其相似,大约每100万个氧元素中含有5个“氧17同位素”。这意味着,在那场造成月球诞生的远古撞击之中,地球和“特亚斯”各自的氧元素作了充分混合。

这一发现还说明,远古地球跟“特亚斯”当初都拥有富含“氧17同位素”的水。这些水可能渗透进矿物质中,也可能以冰的形式存在。更重要的是,地球上对生命进化、繁衍的水资源大多是拜这场撞击所赐,是“特亚斯”撞上地球之后带过来的。(来源:美国《Science》杂志2016年1月29日)

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