为什么激光能让我的坚果发光?

你能电死杂草吗?为什么牙齿会不稳?哪些细胞会持续一生?在这一期的《裸体科学家》中,我们解决了你迫切的科学问金宝搏app最新下载题……
3月13日

你能电死杂草吗?为什么牙齿会不稳?哪些细胞会持续一生?在本期《裸体科学家》杂志中,我们将为你解答一些紧迫的金宝搏app最新下载科学问题,了解航天飞机是如何在太空中飞行的,是什么让伤口发痒,反渗透是否能制造出私酒,静电是否能把猫粘在墙上。此外,钻石如何杀死肿瘤,大象世界的合作以及日本地震的最新情况。我们还会听到一条毛茸茸的腿如何帮助你把水弯成你想要的样子,戴安娜还会发现为什么土豆削皮器永远不需要磨!

在这一集里

-为什么土豆削皮器不需要磨?

为什么土豆削皮刀不需要磨砺,而所有其他刀具都需要定期注意以避免变钝?

为什么土豆削皮器不需要磨?

我们把这个问题交给了托尼·阿特金斯,雷丁大学工程学名誉教授……戴安娜:事实证明,它不需要磨尖,因为它不需要锋利……

托尼-有一种叫做临界裂缝张开位移的东西它的意思是在裂缝继续扩展之前你需要将裂缝的末端拉伸多少?如果你是用刀去皮,那么你必须在刀刃的末端把材料楔开,至少和这个被称为裂纹打开位移的特性一样多。我很惊讶地发现,你必须为土豆实现的神奇位移实际上比你为肉类或奶酪所做的要大得多。这句话的含义是,切肉和奶酪,你需要非常锋利的东西而切土豆,因为这个属性价值很大,你可以说,“好吧,为什么要用锋利的东西?”

戴安娜:土豆削皮器不需要磨,因为即使是钝的,它也能很好地工作。但也有一些关于切割的角度,这使得使用不太锋利的工具更容易。

托尼:关于切割,更有趣的是为什么,如果你拿起一把刀,不管它有多锋利,你都可以切割,但如果你引入一些水平往复运动,就容易多了。这是我解决过的一个非常非常有趣的问题,它是这样的:如果你说,切割一个需要做功的东西,这是力乘以位移,你说,“好吧,如果我把一点功放在侧面,显然我就不需要那么多的功了。”

这是对的,但是当你做求和的时候,你会发现这些力之间有一种奇怪的非线性耦合。也就是说,最轻微的水平移动会大大减少垂直力,这就是为什么它如此明显。这也意味着切割所需的整体力量更小——如果你有这片并把它推到一起,这意味着你不会破坏你所切割的表面。

这在商业上非常重要,如果你想在超市买沙拉或含有甜瓜的东西。在正常的切割方式中,你会损伤许多靠近被切割表面的细胞,这些细胞会流出液体。如果切得好,保质期就会延长。

2004年日本中越地震中损坏的山边桥

01:45 -地震更新

3月11日,一场大地震袭击了日本东海岸。我们讨论了形势,以及对福岛核电站的影响……

地震更新

这是在3月13日星期日晚上举行的一次讨论……

萨拉:首先,我们来回顾一下当时的情况。3月11日,一场大地震袭击了日本东海岸。据测量,这次地震震级为8.9级,是一场巨大的逆冲地震,这种地震发生在俯冲带,一个构造板块被挤压到另一个板块下面。地震发生在仙台以东130公里的本州岛,本州岛是主要的岛屿,震中在日本海沟,也就是太平洋板块俯冲到部分欧亚板块之下的地方。虽然这次地震规模很大,但造成很大损失的是10米高的海啸,所以这次地震给这个国家造成了巨大的损失。

克里斯-日本遭受如此多地震的部分原因是因为它们在那里并不罕见,是吗?他们一年能赚几百美元。这是因为它位于三大板块的结合点。

地震萨拉:没错。它是菲律宾板块,太平洋板块和欧亚板块的交汇处。所以那里有很多不同震源的可能性。这些板块相互滑动或者俯冲到彼此下面这就是这次发生的情况。

克里斯-戴夫,实际情况是有大量的物质在移动或试图移动。由于有板块边界,它到达了一个不能移动的点,因此,能量被储存起来,并最终释放了所有储存的能量,这些能量来自多年的运动,但都是一次性的。

戴夫:对,没错。本质上,它是一个巨大的弹性能量。这是里氏8.9级的地震,相当于3亿吨TNT炸药同时爆炸。这是一种巨大的能量。

克里斯:这是史无前例的吗?我们以前有过这么大的吗?

戴夫:这肯定是我们在过去150年里一直在测量的十大地震之一,所以这是一次非常非常非常严重的地震。

Chris -你能给我们讲讲海啸发生的原因吗?到底是什么挑起了这场战争?

戴夫:从根本上说,因为一个板块被推到另一个板块下面,所以随着应变能的积累,板块向下弯曲,实际上,它把另一个板块向上推,突然之间,它跳跃,太平洋板块向下跳,日本板块向上跳。它会抬升数十亿吨的水,我不确定地震的落差是多少,但可能有几米高。突然之间,你得到了大量的水,比应有的高度高出几米。这就产生了一个巨大的波浪。然后向海岸移动。当海浪冲上海岸时,它会越来越高,越来越高。在深海中,你不会真正注意到它们,但当它们沿着海岸移动时,它们会变得越来越高,越来越高,这会造成很大的破坏。

日本地形图克里斯:这是因为有很多海浪互相追赶,还是因为能量会在很深的海洋中消散,但是当它进入浅水区时,现在你有同样的能量,但是在更少的水里,所以你可以把水移动更大的距离来消散同样的能量?

戴夫:是的,从本质上讲,它有巨大的动力。当它在深水中,它将能量转化为高度,所以它变得越来越高。而且,真正重要的是,它的波长非常非常长,所以你得到的是大量的水,而不是短波,你得到的是上上下下的水。就像潮水一样,来去匆匆。

克里斯-这就是为什么这是毁灭性的。莎拉,那核威胁呢?我们做得怎么样了?

萨拉:福岛核电站目前有问题,但我认为关键的一点是,很多人可能都很担心,因为你看到今天,有一些照片显示人们正在接受辐射检测,一小部分人检测呈阳性,但我认为很多人都很担心,这可能是另一个切尔诺贝利吗?会对当地居民造成严重威胁吗?我认为,总的来说,答案似乎是否定的,只是因为它是反应堆的类型。它被水冷却。如果这样的事情发生了,你有所有的控制棒,被放到核源中,吸收所有的中子,它们释放出来,帮助停止能量的产生,但是你仍然有延迟的中子前体,在这之后,它们仍然在一定的时间里释放中子,这意味着你仍然会得到热量,所以他们仍然需要冷却反应堆,在它被关闭之后。

克里斯-他们出现这些问题是因为冷却系统不起作用吗?

萨拉:我想他们的水冷却出了问题,但我不确定这是什么情况。

戴夫,我认为本质上,他们应该在它周围安装水泵来保持它的冷却。该系统的设计是,即使电力中断,反应堆停止发电,它也应该有备用发电机。我认为最大的问题是他们的备用发电机坏了,这意味着它停止向周围抽水,这意味着它过热,并导致各种各样的后续问题。

克里斯-如果最坏的情况真的发生了,发生了爆炸,那么大面积污染的可能性有多大?

戴夫-高处已经发生了爆炸,但那绝不是核爆炸。反正也不会发生核爆炸。产生了氢气氢气积聚在了大楼的顶部,他们没有正确的排气,因此,氢气就爆炸了。这是一个非常非常严重的情况,但目前,释放的辐射量并不好,但仍然低于x射线,对于那些在核电站外暴露的人来说。

同时,我认为值得记住的是切尔诺贝利是很久以前的事了日本的技术远远领先于我们今天的技术。

戴夫-这是70年代的反应堆,建于70年代早期。

但关键是慢化剂不是由石墨制成的,石墨本质上是可燃的,这就是切尔诺贝利的问题所在。它因为热而着火而这里的慢化剂是水。显然,它不会着火,所以这不是什么问题。而且,这些工厂的设计——每一件可能出错的事情,他们都想到了,也想对了,“我们该如何处理?”所以它们被设计得尽可能的安全。

钻石

[07:45]钻石——女孩最好的朋友,巨蟹座最大的敌人

科学家们成功地证明了钻石可以增强某些药物的抗癌性能,从而为抗癌药物宝库增添了新的亮点。

钻石——女孩最好的朋友,巨蟹座最大的敌人

科学家们成功地证明了钻石可以增强某些药物的抗癌特性,从而为抗癌药物的武器库增添了亮点。

写在科学转化医学美国加州大学旧金山分校的科学家George Chow和他的同事们已经在老鼠身上证明了被称为“纳米钻石”的微小钻石颗粒的有效、安全使用。这些小体呈八面体形状,直径为10纳米,大致相当于一些小病毒的大小。它们是通过向钻石粉尘发射电子束制成的,可以通过在酸中洗涤来“功能化”,酸会使表面带电,使其具有粘性。

钻石然后,药物分子可以与这些粘附面结合,使纳米金刚石充当药物分子的载体。这使得癌细胞更难排出药物,从而克服了目前大多数化疗最终失败的原因,因为肿瘤开启了保护细胞免受药物有害影响的外排泵。

研究小组通过将纳米钻石与抗癌剂阿霉素结合来验证他们的钻石概念,阿霉素通过破坏DNA来杀死细胞。在培养皿中生长的癌细胞,包括表达使肿瘤耐化疗的各种分子泵的细胞,在使用新制剂时被杀死。测试还证实,纳米金刚石偶联药物在细胞中的保留时间比单独给药的阿霉素长十倍。

研究人员还成功地在患有肝脏和乳房肿瘤的老鼠身上测试了这些药物。通过尾巴的静脉注射,纳米金刚石制剂进入并保留在癌细胞中,与对照动物相比,它显著提高了存活率。

值得注意的是,纳米金刚石配方还显示出较低的全身毒性,允许更高的总剂量的药物被输送到肿瘤。然而,这一原理证明只是第一步。现在需要证明钻石确实是女孩(或男孩)最好的朋友,证明这项技术对人类同样安全有效。

DNA电泳

11:05 -让我们成为人类的DNA

加州斯坦福大学的科学家们发现,我们DNA中的某些变化如何塑造了人类特定特征的进化,尤其是那些使我们与众不同的特征……

让我们成为人类的DNA
斯坦福大学的大卫·金斯利博士

同样在本周,加州斯坦福大学的科学家们发现了我们DNA的某些变化是如何塑造人类特征的进化的,尤其是那些使我们与我们最亲近的亲戚区别开来的特征。大卫·金斯利博士是本周发表在该杂志上的这项研究的合著者自然。你好,大卫。

大卫-你好。

克里斯-谢谢你加入我们的裸体科学家节目。金宝搏app最新下载大卫,你能告诉我们,首先是什么方法吗?你是如何研究基因的,我们是如何改变的,我们可以做我们能做的,而像黑猩猩这样的动物仍然在树上闲逛?

DNA大卫:现在最大的突破之一就是我们已经掌握了我们自己和许多近亲的完整基因组序列。因此,这项研究的出发点是将人类基因组中的所有字母与相关生物体中的字母排列起来,然后寻找人类序列不同的地方。这是以前做过的。人们一直在寻找单个字母在人类序列中发生变化的情况。这项研究采用了一种不同的方法。我们寻找的是人类基因组中完全缺失的片段亚序列,尽管它们存在于黑猩猩中,并且在许多其他生物体中高度保守。所以它们以高度保守的形式存在的事实意味着它们很可能是功能性的。它们在人类身上完全消失的事实表明,它们可能导致了我们与其他物种之间的有趣差异。

克里斯:一旦你做了这个分析,什么基因开始突然出现,变得很重要,换句话说,在黑猩猩和它们的近亲中存在并高度保守,但在我们身上却完全消失了?

大卫:我们在人类基因组中发现了500多个缺失的位置,而这些位置在其他动物中是高度保守的。这500个位置列表中一个有趣的特征是,它们几乎都是这些位置,而不是改变基因的产物,你会改变基因周围的调控信息。所以你可以改变它们的表达量或者这些基因开启的确切位置,但你不会破坏基因本身的产物。

克里斯:这就是问题的关键,因为人们之前一直在寻找很多不同之处,并试图问是什么让我们与我们最亲近的亲戚区别开来。事实上,不仅仅是基因在改变。是那些能让他们开启和关闭的东西。

大卫:没错,我们知道这种变化在其他生物的进化差异中起着非常重要的作用,所以在人类基因组中找到这种列表是非常激励我们去寻找人类特定特征的分子基础的。

Chris -那真正关键的呢,我们真正感兴趣的呢,比如前脑扩张?我们知道,与许多低等动物相比,我们有一个很大的前额皮质——大脑中负责执行功能和计划的部分。你从你的工作中了解到这是如何发生的吗?

大卫-是的。我认为这是一个非常有趣的人类特征的好例子,试图通过观察人类基因组中缺失的一系列序列来解释大脑是如何扩展的,这似乎是自相矛盾的。但为了准确地寻找这种事件,我们搜索了正常功能是抑制或限制细胞生长的基因列表。因此,如果你失去了一个正常功能是限制细胞分裂的基因的信息,那么失去了这个调节信息实际上可能会导致细胞扩张。我们在列表中找到了一个很好的例子。有一种叫做肿瘤抑制基因的基因其正常功能是限制细胞分裂,果然,人类基因组中发生的病变之一就是消除了一个开关,这个开关通常会导致该基因在发育中的大脑的一个特殊生长层中开启。

克里斯-这项研究是否也告诉了我们为什么会得到某些我们不想得到的东西的原因?换句话说,它能解释为什么我们有近亲没有的某些弱点吗?

黑猩猩大卫:嗯,我们认为分子损失的列表既可以解释大脑扩张等一些获得特征,也可以解释人类基因组中的一些损失特征。我们在一个基因旁边发现了一些分子开关,这个基因控制着人类失去的结构,包括感觉须。我们已经没有这些了。在微型生物、老鼠、黑猩猩和其他动物中也有一种叫做阴茎刺的结构,这些结构在人类谱系中也不存在,它们都是由一个从人类基因组中删除的开关控制的。

克里斯-为什么我们没有脊椎?

大卫:这是个好问题。重要的是要记住,这是一个“如何研究”而不是“为什么研究”所以我们知道失去这些的分子基础。至于“为什么”,丢掉这些可能是件好事——有很多关于阴茎刺在其他生物中的潜在功能的猜测。它们被用来试图移除雄性留在雌性生殖道的交配塞。因此,如果多个雄性在竞争授精,它们可以成为一个结构,帮助确保一个雄性的授精。它们也是感官的。它们增加了对雄性的刺激。它们可能会增加对女性的刺激,但这可能是件好事,也可能是件坏事。这可能会很痛苦。事实上,一些人推测阴茎刺可能会造成一定程度的组织损伤,使雌性对与另一只雄性交配的兴趣降低。

克里斯:所以失去了他们,我们就陷入了这样一种局面,实际上它有利于我们以一夫一妻制的方式建立长期的关系。

大卫:没错。所以在很多有阴茎刺的生物中,很多雄性都在和雌性争夺短暂的生育能力而雌性只对很短的时间感兴趣。在人类中,女性的性接受能力扩大了,我们倾向于形成长期的伴侣关系,这是人类谱系中社会结构的一种变化,与一系列解剖学上的变化有关,包括阴茎脊柱的缺失。

克里斯-大卫,我们就到此为止吧。谢谢你!想想分子遗传学是如何告诉我们作为一个社会的行为方式,以及我们如何决定我们是否会有一个一夫一妻制的伴侣,这真是太神奇了。斯坦福大学的大卫·金斯利说。你可以在本周的《自然》杂志上读到这项研究。

相机

17:35 -微型相机

一种使微型照相机比以往任何时候都便宜的方法已经被开发出来。

微型照相机

多年来,硅芯片变得越来越小,这使得连接它们变得越来越困难。大多数复杂的芯片都是在宽达18英寸的大硅片上制造的,然后从硅片上切下来生产单独的芯片。它们大多是通过在表面上进行接触并将它们翻转并置于连接器上而连接起来的。这在大多数情况下是没问题的,但对于相机芯片来说,这是一个大问题,因为光线无法到达传感器。这意味着他们必须将芯片从大晶圆中切割出来,然后将电线连接到边缘,这对于小型传感器来说是困难和棘手的,特别是对于非常小的芯片而且如此昂贵。

相机来自IZM弗劳恩霍夫研究所的一个小组已经提出了一个解决方案,而不是连接到硅晶圆的前部,他们使用了一个小晶圆,有效地在晶圆的背面钻孔,并在其中填充导体,形成所谓的通孔。这意味着他们可以在晶圆片被切割之前将导线连接到晶圆片的背面。这也意味着你可以把镜片粘在另一边。

然后你就可以把晶圆片切开来生产成品相机了。这使得他们能够制造出体积为1毫米乘1毫米乘1毫米的完整相机,大约有60万像素,而且它们的制造方式应该非常便宜。他们建议在内窥镜中使用它们,因为它们非常便宜,基本上可以是一次性的,避免了在将电子设备放入下一个病人体内之前对其消毒的难题。

在印度南部喀拉拉邦的Thrippunithura,一只名叫Sri Hari的亚洲象在Sree Poornathrayesa寺庙节上。

19:30 -大象表现出合作

研究人员已经证明,大象能够像黑猩猩一样合作,拿起一个人无法拿起的一盘食物。

大象表现合作

研究人员已经证明,大象能够像黑猩猩一样合作,拿起一个人无法拿起的一盘食物。

大象生活在复杂的社会群体中,众所周知,它们会表现出合作行为,比如照顾其他母亲的孩子。

正如你所想象的那样,缺乏对大象的行为研究,因为它们太大了,而且可能非常危险。这项研究由Joshua Plotnik和他的同事发表在《美国科学院院刊》上,他们在泰国南邦的泰国大象保护中心对一群温顺的大象进行了研究。

研究人员修改了自20世纪30年代以来一直用于研究灵长类动物的合作任务测试。它包括有一个装有食物的托盘,放在地上,用栅栏与被测试的两头大象隔开。为了把食物带到它们够得着的地方,大象不得不拉着拴在桌子上的绳子的两端。只要其中一只拉绳子的一端,它就会把绳子绕着桌子拉到另一只够不着的地方。但如果他们一起拉绳子的两端,托盘就会向他们移动,他们就能拿到食物了。亚洲象

因此,实验者进行了三个测试。在分别训练大象能够拉绳子拿托盘之后,他们测试了六对大象的合作情况。第一次测试表明,当两只大象被释放到它们用绳子隔开的隔间里时,它们会向前走,一起拉绳子拿托盘,问题是,它们这么做是因为我们训练它们拉绳子拿托盘吗,所以他们进行了进一步的测试。第一种是“延迟释放”,大象被分开释放,第一只大象必须等到同伴到达后才能拉绳子。所有的大象在学习等待伴侣方面都显示出很高的成功率。第三种情况是确保大象不会把第二头大象的到来作为拉绳子的暗示,而不是理解它们的合作会带来食物。在这里,绳子的一端被食物盘卷住了,所以没有办法取回食物——如果大象明白这一点,那么能拿到绳子另一端的大象就不用费力拉了。这就是发生的事情,表明大象真的在学习合作来取回奖励。

他们发现了一件非常有趣的事情,那就是大象群中的一些大象想出了新奇的方法来取回食物。其中一只实际上被排除在试验之外,因为她学会了站在绳子的一端,所以当她的同伴拉他们的一端时,托盘向他们移动,但她没有做任何工作!

神经细胞的卡通表示

有细胞能持续一生吗?

Chris -每分钟都有很多细胞需要被替换。还有其他细胞需要替换,永远不要!换句话说,它们必须持续一生。其中一个很好的例子是一些脑细胞。虽然人的一生中可以产生新的脑细胞,这是最近10年或15年才发现的,但在人的一生中,绝大多数脑细胞都在运行着你的大脑,你必须让它们持续一生。像帕金森氏症和阿尔茨海默氏症这样的神经退行性疾病之所以是个问题,其中一个原因是,一旦大脑某些部位的神经细胞死亡,它们就不会被取代。所以脑细胞是一个很好的例子细胞可以持续一生。

另一个是一些肌肉细胞。让我们以心脏为例。心脏病是坏消息的另一个原因是,当心脏因心脏病发作而受伤时,流向心脏区域的血液会中断,因此你会失去那里的肌肉细胞,至少在人类身上是这样,其他高等动物的肌肉细胞不会被替换。取而代之的是纤维组织和疤痕组织,所以你失去了物理肌肉组织,这意味着心脏失去了泵血的能力。

过去,人们认为脂肪细胞会伴随一生,如果你给婴儿喂食过多,婴儿在很小的时候就会产生过多的脂肪细胞,这些脂肪细胞会伴随婴儿的一生,从而增加肥胖的风险。但在最近几年,有一位叫Kirsty Spalding的女士她在瑞典卡罗林斯卡学院,她对脂肪细胞进行了碳测定,发现它们可以持续12年,所以,你大约在12年的基础上产生新的细胞。所以你制造一个脂肪细胞,它会持续平均12年,然后你可以制造更多的脂肪细胞。

所以答案是,你的身体是一个大杂烩。有些细胞生成后就会被消灭,然后被替换,非常非常有规律,非常非常快,比如血细胞可以维持120天,而其他细胞必须持续一生。

航天飞机是如何操纵的?

戴夫:好的,从头开始,航天飞机上的两种火箭的工作方式非常不同。火箭背面的主发动机燃烧的是氧气和氢气的混合物。我们把液氧和氢混合在一个大燃料箱里。然后通过管道输送到发动机中。然后燃烧,加热到2000到3000摄氏度,形成水。从本质上讲,你会得到非常非常热的水从后面喷出。非常非常干净。它里面几乎没有固体,水在可见光下也不会发光,所以火焰几乎是看不见的。

另一方面,固体火箭助推器燃烧的是一种完全不同的燃料,它们燃烧的是铝,然后还在上面放了氧化剂。它们都混在一起,是固体的,然后燃烧,它变得非常非常热,产生了巨大的推力。它会释放出很多固体粒子固体粒子,当它们变热时,就会发光。这有点像你烹饪的时候,它会变得非常热,发出红色的光。所以这些从助推器底部出来的粒子会发出非常明亮的光。它们会产生很多光,而且这些光也会从更大的洞里发出来。一切都不那么集中,也不那么干净。

航天飞机是如何操纵的?当它在起飞阶段,当它上升的时候,主引擎是平衡的。这意味着他们可以改变它们的方向,所以,如果它开始在右边走得太远,他们就会把引擎稍微倾斜一下,这样就会推动火箭的底部。当航天飞机升空时,主引擎完成了大部分的定向工作。它们可以稍微调节引擎的节气这会影响到它的最终位置,所以它可以做助推,但最大的控制是通过平衡它们。

当它真正进入太空时,它在那里轻轻地移动,它卸下了所有的主引擎。主引擎不工作了,所以他们有一些小的推进器就像非常小的火箭引擎一样。他们把东西往一个方向扔,然后把东西往另一个方向推。然后再进入大气层,它们有一些稍大的引擎,没有主引擎那么大,它可以产生足够的推力来损失足够的能量,所以它们会下降,撞击大气层,最终着陆。

闪电划过天空

你能用电杀死植物吗?

萨拉:他不想使用化学药品,真是太高尚了。我认为这里重要的一点是,是的,你可以电死一棵植物,但电死一个人的方式和电死一个人的方式不同。

我们会因为触电而死的原因是因为它会让心脏停止跳动因为心脏充满了微小的细胞,叫做肌细胞,它们有自己的电节律。

但如果你用电刺激它们,它们就会开始疯狂地放电,没有节奏地跳动。

这种节律是由窦房结主导的,这使他们保持规律的跳动。整个过程使血液在你的身体里流动。

但是如果有大量的电通过你的身体,这种情况就不会发生了。

很明显,植物没有心脏,所以它们可以生存。

事实上,如果你的树被闪电击中——这是你不应该在雷暴中站在树旁边的原因之一——它们真的会爆炸!

细胞内的汁液随着闪电的热量沸腾,可以使树的一部分爆炸。

但是,根据损坏的程度,树木实际上可以存活下来,你确实可以看到仍然活着的树的侧面有“伤疤”,然后它们就愈合了。

所以你可以通过用电煎炸来杀死细胞,这样它们就会变得非常热而死亡,但在这个过程中,你更有可能意外地杀死自己,而不是植物。

所以我认为,如果你要用太多的热量加热它们,以至于它们死亡,你最好使用火焰喷射器。

克里斯-或者是一把花园铲子和叉子,那就更好了。那可能是个更好的主意!

一碗坚果

为什么蓝色激光会让我的蛋蛋发光?

克里斯:大约七八年前,雅典的一些研究人员发表了一篇论文,他们研究的是橄榄油之类的东西。他们还研究了其他一些坚果油。他们研究油的荧光特性的动机是因为他们想要想出一个测试来证明油的样品是真实的,因为很多人都卖初榨橄榄油,通常,它是把可怕的旧东西和一些其他的碎片混合在一起,使它看起来很漂亮,绿色的,充满活力,就好像它是真的一样。

所以,他们想知道如果他们将光照射到样本中,它是否会以某种方式与光相互作用,以产生指纹荧光图案或其他他们可以用作标记的东西。他们真的很惊讶地发现,是的,确实如此,所以,我认为你的发光坚果是怎么回事,当你用蓝色激光照射时,坚果里有分子,具体来说,会有油分子吸收蓝光中的能量,然后它们重新辐射或重新发射能量转移到光谱的绿色端。这就是这些人在雅典发现的,这些油吸收能量——尤其是维生素E——吸收光谱蓝色一端的能量,然后再释放出绿色的能量。所以它吸收大约450纳米的蓝色能量并重新释放大约525-530纳米的绿色能量。结果,你会看到这种漂亮的颜色在发光。所以我认为这可能就是你所看到的。莎拉…

莎拉:这是否意味着如果你使用红色激光,你就不会得到同样的效果?

克里斯:可能,因为分子对蓝光的波长很敏感,这就是能量最初输入的方式。但是当激光关闭后,分子中仍然有足够的能量,当它放松回到原来的非激发态时,重新释放出绿色波长的能量,这就是发生的事情

未经治疗的7天愈合的道路皮疹在一年后形成疤痕的比较图片。新鲜的伤口在右边,疤痕在左边。

为什么愈合的伤口会发痒?

克里斯:皮肤中有特殊的神经,这是最近几年才发现的,但皮肤中有特定的瘙痒神经纤维,它们的唯一作用是向脊髓发出信号,表明皮肤的某个区域受到刺激,我们就会觉得痒。

这些神经细胞以多种方式被激活。一个是机械的。例如,如果有一只昆虫在你身上爬行,爬过你皮肤的昆虫会引起神经细胞感兴趣的刺激,然后它们就会被触发。所以你要注意那块皮肤,因为可能有虫子在咬你,可能会让你患上疟疾或其他疾病。这是第一点,它是机械的。

神经细胞对化学物质也很敏感,当你把某些化学物质放到皮肤上时,它们是刺激物。结果,他们让你想,“哦!我的皮肤又发痒了。”你注意了,刷掉了刺激性的化学物质。

当你有一个伤口时,伤口是由伤口边缘的细胞闭合的,增生,换句话说,生长然后它们从伤口边缘迁移到伤口底部。它们实际上遵循电梯度,阿伯丁的一个人在过去5年左右发现伤口内部的电压与边缘的电压不同,细胞沿着电梯度流动,所以它们知道伤口的底部在哪里。然后它们与细胞相结合,并将自己缝合到位。然后它们开始收缩,收缩的细丝将伤口拉紧。

所以当它们这样做的时候,它们会引发一种机械压力瘙痒敏感神经会对此做出反应同时,在愈合的伤口中会释放出各种其他因素,化学物质会刺激伤口愈合,同时也会上调这些瘙痒敏感神经的活动。

因此,闭合的伤口会因为机械和化学原因而感到发痒,这正是神经细胞首先受到刺激的原因。这就是原因。

宇宙

宇宙微波背景辐射是如何从大爆炸中遗留下来的?

戴夫·安塞尔回答了这个问题…

戴夫:这真是一个有趣的问题。据我们所知,宇宙实际上是无限的。宇宙大爆炸并不是在空间的一个地方发生爆炸,物质在空间的其他地方移动。所有的空间都变小了。所以,所有东西都靠得更近了。因为宇宙是无限的,不管你往回走多远,总会有更远的宇宙,所以光可以从稍微远一点的地方传播过来,所以它可以穿过更多的宇宙到达我们这里。

另一个关于宇宙微波背景辐射的问题是它并不是宇宙大爆炸开始的时候产生的。它实际上是电子和质子结合形成氢原子和氦核结合形成氦原子时发出的光,释放出大量的x射线或紫外线,这发生在宇宙大爆炸开始后的38万年。到那时,宇宙已经相当大了。我们只是碰巧在130或140亿光年之外看到了它。所以,这就是光向我们传播的边缘。在我们等待10亿年的时间里,我们将看到来自另一个10亿光年之外的光。因此,据我们所知,如果宇宙是无限的,我们将永远看到它,因为光会传播得更远,所以,传播的时间更长。

Chris -我的意思是,就像你说的,宇宙是在早期被创造出来的。所以它的每一部分都在释放辐射,因此,随着它的膨胀和增长,130亿年后,我们来到了这里。我们看到的光是从它的一边射来的,我们所处的位置正好相反。所以,结果是,仍然有东西朝我们这边来,因为它们是同时从四面八方来的!

戴夫:据我们所知,它还会继续来……

荷叶的表面化学性质排斥水,为其自清洁机制提供了基础。

37:46 -行星地球在线-水排斥土壤

如果你曾经忽视过室内植物,你就会知道这个问题——当你最终给它浇水时,水没有渗入土壤,而是在表面形成了小珠子……

行星地球在线-水排斥土壤
斯旺西大学的Stefan Doerr

萨拉:现在,如果你曾经忽视过室内植物(我知道我有,我不太擅长让室内植物存活!)你就会知道这个问题;当你最终给它浇水时,水不会渗入土壤,而是在土壤表面形成小珠子。在更大的范围内,这些疏水性土壤会造成重大问题。《地球脉动》播客的主持人理查德·霍林加姆去见了一位喜欢雨的科学家。

理查德:嗯,我真的找不到一个更好的日子来调查土壤湿度的影响。我和Stefan Doerr在斯旺西大学的操场上,你这里有一个水瓶。雨下得这么大,我们为什么还需要一个水瓶?

荷叶疏水斯特凡-说得对我要往校园里的两种不同的土壤里再加点水。一个在针叶树下,另一个在落叶树下我给你们看一下效果。

理查德-把树叶扫走……

斯特凡-是的,我们在针叶树下找到了一块光滑的土壤表面,看啊,它根本进不去。它正在上升。

真奇怪。就像水银一样。就像你把水银倒在表面一样,你不能再这么做了。就好像你把水银倒在水珠上——在一个湿漉漉的日子里?

斯特凡-没错。其他地方都湿透了。让我们移到别的地方让我们把一些水放在我所说的正常土壤上。如果我们倒一些水在上面,我们会得到我们通常期望得到的,水渗透得相当快,尽管土壤已经相当湿润了,因为我们现在已经下了大约24小时的雨。

理查德:这就引出了一个问题,为什么它不在那棵针叶树下浸泡呢?

斯特凡-没错我的意思是,这就是我们所说的土壤疏水性或土壤拒水性。

理查德-你一直在调查这个,不是在外面,而是在实验室里。

要真正理解这种现象,我们基本上必须进入实验室。我们必须在相当详细的范围内进行研究。

理查德:即使在室内,你也躲不开雨。这是一个降雨模拟实验室,它由一个大的钢框架组成,顶部是一个瓶子——如果你喜欢,也可以是一个桶——和一个模拟降雨的盒子。所以它通过金属网滴在两种不同类型的土壤上。

在右边,我们有湿润的土壤,雨水在松散的土壤表面造成了小陨石坑。这是一种松散的材料,吸收得很好。在左边,它没有形成陨石坑,正如我们在外面看到的,水只是停留在表面,就像水银一样。我们想要能够预测土壤什么时候会变成疏水的,在什么条件下,它什么时候会变成疏水的?例如,当我们在英国或其他地方遇到干旱时期,土壤变得相对干燥,疏水性倾向于开启所有这些影响。正如你现在在降雨模拟图上看到的那样,水只是从地表流下,这可能是导致2007年毁灭性洪水的原因。有证据表明土壤并不是特别湿润。2007年4月,我们的春天非常干燥,非常非常干燥,接着是非常非常潮湿的一段时间,但土壤并没有像它们应该做的那样吸收所有的水。所以我们认为疏水性可能起到了很好的作用。

你一直在研究这个问题,不是吗,在微观层面上,实际上超越了微观层面。

叶子上的一滴水。Stefan:是的,近年来我们所做的是,我们研究了这些化合物的化学成分,这些化合物实际上会导致拒水。我们所做的是使用一种叫做原子力显微镜的技术。这基本上是一种不使用光或x射线的显微镜。从某种意义上说,它是用一种微观的,或者更确切地说是纳米级的,小的敲击设备来扫描土壤颗粒的表面,这基本上是一个你用普通显微镜无法看到的尺度。

理查德:所以你可以看到什么类型,嗯,“看”。也许我们不应该用“看到”这个词。

斯特凡-不,没错。

理查德:但是你可以检测到单个分子以及它们的作用。

斯特凡-是的。从某种意义上说,你实际上无法看到分子本身——那将会推动它,但我们可以看到的是,基本上在纳米尺度上,土壤表面的有机涂层是如何变化的。如果我们有一个湿润的土壤表面,它看起来和疏水表面有很大的不同,在那个特定的水平上的物理性质。例如,这些化合物是形成一个光滑的层还是看起来更像一个有陨石坑和有机物质小球体的景观,实际上是后者。

理查德:那它们来自于某种有生命的东西吗?

斯特凡-当然了我的意思是,很明显这些化合物是有机的,从某种意义上说,它们是从生物体中衍生出来的。它可以从植物的叶子中升级。例如,植物的叶子通常排斥水,它们是蜡状的。但它也可能来自微生物,如真菌或细菌,它们实际上会产生疏水化合物。

斯旺西大学的Sarah - Stefan Doerr在研究疏水土壤的影响。

什么生物过程导致花朵枯萎?

萨拉:嗯,这里有两件不同的事情。有一种争论是植物为什么会枯萎,如果你有一种室内植物,为什么如果你不给它浇水,它就会枯萎。我将首先解决这个问题。

通常在植物中,植物内部的细胞是所谓的膨胀的,这意味着它们完全充满了水,水通过渗透作用不断进入它们。它们非常坚硬,这就是植物能够支撑自己的原因。但是如果它们不能获得足够的水分,水分就会从细胞中流出细胞就会变得松软,或者被称为松弛,这就是为什么植物不再能够支撑自己,叶子就会变得松软,枯萎和柔软。所以如果你没有得到足够的水就会发生这种情况,但实际上切花枯萎还有其他原因。所以很明显,如果你不给它们浇水,同样的事情也会发生,但是,这也可能是因为它们耗尽了营养物质因为很明显,它们不再附着在根部,根部也没有任何营养物质细菌,真菌和其他东西会在切割表面的末端聚集。

但是,当你切花的时候,你把它们切在你的工作台上,然后把它们放在水里。由于木质部导管内的水张力(木质部导管是在植物上上下移动,携带水的导管),如果你切断茎,它会将一个气泡吸入木质部。如果你把茎放在水里,它会阻止更多的水流入木质部。所以这可能是它们枯萎的真正原因。一些花商建议你把花的茎在水下剪掉,这样在你把花放进花瓶的时候,茎上的水就会少一点,这样可以让花活得更久。

人类的牙齿

为什么牙齿不会立即脱落?

克里斯-我要感谢我的朋友史蒂夫·琼斯,他是埃塞克斯布鲁姆菲尔德医院的牙医,我打电话给他,只是为了确保我有适当的知识。

他告诉我,当你长乳牙的时候,你的第一颗牙齿会变得摇摇晃晃的原因是因为副牙,成年牙齿从下面长出来,成年牙齿的生长侵蚀了幼年乳牙的根部,从而使牙齿脱离了与骨头的接触,使它从一开始就不那么紧密地结合在一起。

另外,这种损失的一部分意味着你的牙龈——或者被称为牙周韧带——和下巴的结缔组织之间没有了一个界面。牙齿通过这些坚韧的纤维线,也就是牙周韧带,与周围的颌骨组织相连。当它被侵蚀掉的时候,支撑牙齿的连接就会越来越少,所以它就会变得越来越不稳定。

我对他说:“你要不要用线绕着牙齿摔门的把戏?”他说:“不,可能不会。也许最好让它自然脱落。”好了。

酒精瓶

乙醇可以用反渗透纯化吗?

戴夫-我不想评论这个的合法性,所以让我们坚持科学!

什么是反渗透?它经常被用来净水,去除水中的盐分。本质上,你有一层膜,可以让水通过,但不能让盐通过。

所以,如果你对有盐水的一侧施加压力,水分子就会被迫穿过膜但是盐不能通过。所以最后一边是咸水,另一边是淡水。

本质上,提问者试图做的是得到一层膜,它可以让水通过,但不能让酒精通过;然后对它施加压力,把水抽出来,留下更浓的酒精溶液(以及里面所有其他的东西)。

我想它的味道会非常,非常强烈,因为很少有味道分子能通过所以它最终会酿造出非常,非常有味道的啤酒。

我也认为这取决于膜。我查过一些膜比其他膜更擅长这个。你得选一个特别善于分辨酒精和水的人。如果你得到了一个有效的膜,如果你选择了正确的膜,没有理由不工作……

太阳核聚变产生的热量

为什么我们在看了灯光之后会看到斑点?

萨拉:嗯,这和你站在派对上,有人拍照时的效果很相似,你的眼睛前面有闪光灯,你什么也看不见。

这是因为一种叫做光漂白的东西,它发生在视网膜上的细胞上,视网膜是眼睛后部的光敏感部位。它充满了杆状细胞和视锥细胞,这些细胞充满了光敏色素。

通常情况下,光以光子的形式进入你的眼睛;这些药物通过改变这种光敏色素,也就是视网膜,使其变成一种稍微不同的形式来刺激细胞,并刺激细胞向大脑发送电脉冲。

但是,如果你看到非常亮的光,比如一道闪光,或者你长时间看着太阳,甚至只是一个非常亮的灯泡,这就会让细胞超负荷运转,它们会变得非常兴奋,需要一段时间才能平静下来。所以当你观察正常水平的光线时,比如一面墙,你会看到这些黑点这是你一直在观察光线的地方细胞受到过度刺激的地方。

克里斯-所以,你在那个特定区域暂时失去了感光色素因为它被照射到它上面的光子分解了,当它再生时,它就会恢复正常,但是当它因为过度曝光而再生色素时,你会看到一个不那么强烈的斑点,所以你会看到一个暗斑。值得注意的是,视网膜在光线照射下比在黑暗中更不活跃。它实际上是被光抑制而不是被光激活。这很矛盾,不是吗?

[注:在证明中添加-你不应该直视太阳。你眼睛里的晶状体将光线聚焦到视网膜上,就像放大镜将太阳光线聚焦到一个点上并导致物体燃烧一样。你可能会在视网膜上烧出一个洞,导致永久性失明……

为什么温水会让冰冷的手感到滚烫?

克里斯-这叫做适应在正常情况下,神经细胞将感觉信息从外围传递到身体的核心,传递到中枢神经系统,并告知大脑周围环境的情况,它们的适应速度非常快。

这意味着他们对事物的变化非常感兴趣。他们对静态情况不太感兴趣。这是因为如果你没有很快感到无聊的东西,并且停止发出某些东西的绝对水平信号,那么你就会遭受感官过载的痛苦。所以他们倾向于发出改变的信号。

现在,如果你的手很冷,那么你的手的温度几乎没有增加,因此,发出温暖信号的神经在很大程度上是不活跃的。而那些发出冷信号的人会说:“很冷,我越来越冷了。”

当你把手放在室内或温水中,温暖纤维的燃烧量现在达到了最高水平,因为它们以前不太敏感,它们从“我非常非常冷,所以我不会有反应”突然变成了“哇!气温上升得非常非常快。”

这实际上是他们感兴趣的变化,所以他们强烈地激发,这就是为什么你会感觉到物体比它们要热得多。

戴夫-你也可以用这个做一个有趣的实验,完全迷惑你的身体。如果你把一只手放在很热的水里,另一只放在很冷的水里,然后把两只手放在中间,这完全是令人困惑的。在同样的水里,一只手摸着热,一只手摸着冷。

克里斯-我们的书《脆包烟花》里就有。如果你想尝试一下,我们实际上解释了如何做这个实验。

你能把猫贴在有静电的墙上吗?

克里斯:从根本上说,我们认为没有理由不这样做,但是在电压水平上,你所需要的能量可能是致命的!

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