神奇的水刀

滴水穿石这一大自然现象早在2000多年前就被人类所注意,如今科学家们利用这种简单的原理发明了一种叫作水刀的工具,它能喷出大约3倍音速的水流,切割各种非金属物质,或者做各种表面的特殊处理,如果在水流当中加入细小的砂子,利     

王泽山:以身相许火炸药

正作为我国含能材料(火炸药)的学科带头人,中国工程院院士、南京理工大学博士生导师王泽山所面对的火炸药科研事业,是高温高能的"热"学问,但他却一直保持着稳重冷静的性格和坚忍不拔的精神甘坐"冷"板凳。在60多年的科研中,他选定一个课题就要做出成果,力求"每一口井都挖出水",为国防事业和相关产业发展作出了巨大贡献。从率先攻克废弃火炸药再利用、发现低温感含能材料、提高发射药能量利用率,到发明高能量密度装填     

铲齿象类(amebelodontids)摄食行为相关的下颌形态学分化及力学适应

铲齿象类(amebelodontids)是一类下颌特化为铲状形态的化石长鼻类,对于其下颌的功能形态学的认识在不断提升之中.早期的观点认为铲齿象各属种均生活在近水区域,用宽扁的下颌和下门齿摄食水草;近期通过研究牙齿微磨痕认为,铲齿象不同属种的摄食行为有差异,其中铲门齿象属(Amebelodon)摄食方式非常灵活多样,铲齿象属(Platybelodon)则特化为以下颌和下门齿切割植物的摄食方式.虽然摄食方式是一个典型的力学问题,但尚无从力学角度对铲齿象类摄食方式的研究和论证.本研究通过建立铲齿象属和铲门齿象属的平面下颌有限元力学模型,分析了在"挖掘"和"切割"两种工况下,铲齿象属和铲门齿象属两个模型在力学响应方面的差异.结果证明,铲门齿象下颌模型的力学性能在总体上优于铲齿象模型.这表现在,在相同主动力(肌肉收缩力)的条件下,铲门齿象模型可以对抗较大的远端外力矩载荷;在相同的外力载荷下,尤其是在"挖掘"工况的外力载荷下,铲门齿象模型的最大von Mises等效应力往往要小于铲齿象模型,这符合铲门齿象在演化中的优势积累;同时,铲门齿象模型在"挖掘"和"切割"两种工况下,各项力学响应的指标均无明显差异,支持铲门齿象摄食方式非常灵活多样的论点.另一方面,铲齿象模型在"切割"工况下的力学响应具有一些突出的优势.首先,在相同主动力条件下,铲齿象模型在远端的"切割"力输出要远大于铲门齿象模型;其次,在相同的"切割"外力载荷下,铲齿象模型的总体应变能要小于铲门齿象模型;第三,在"切割"工况下,铲齿象模型的最大von Mises等效应力比在"挖掘"外力载荷下有了很大的改善,与铲门齿象模型在同样大的"切割"外力载荷下的最大von Mises等效应力相差无几.以上结果支持铲齿象属特化的切割植物的摄食方式.形态学在力学方面的优劣是两种铲齿象类具有不同的摄食行为的直接证据,因此本研究比前人的研究更加深入了一步,也为研究长颌象类史前广泛的适应辐射提供了新的方法学参考.     

3D打印细菌墨水

正近日,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员开发出了一种生物相容墨水,用于活细菌的3D打印。他们的研究发表在《科学进展》杂志上。科学家们把这材料称为"Flink",意思是多功能的"墨水"。这种墨水是由一种水凝胶和细菌混合而成的,这种水凝胶既能保     

大有可为的激光加工技术

激光加工技术是一门新兴加工技术,并以飞快的步伐进入世界各国加工领域,在焊接、切割、打孔和材料表面热处理中发挥出越来越大的作用。     

厕所革命 悄然兴起

正一场关乎人类健康的厕所革命正悄然兴起。科学家利用新材料开发出一种新型厕所——在不需要外部能源和水的前提下,不但能解决卫生问题,还能将粪便和污水转化为能源和清洁水。2018年11月6日,微软公司创始人比尔·盖茨出现在北京"新世代厕所博览会"现场,在他身旁的桌上摆着一罐粪便。盖茨说:"这么点人类粪便就含有200万亿个轮状病毒,200亿个志贺氏菌和10万个寄生虫卵。"     

花式捕“飞”鱼

正常言道,鱼儿离不开水。确实,能长期离开水生活的鱼非常稀少。可是,有许多鱼却能飞出水面,在空中呆上一会儿。例如,鲤鱼、鲻鱼、鲭鱼、鲑鱼和竹筴鱼都能跃水。空中捕飞鱼难道说鱼会飞吗?是的。在鱼类王国中,飞鱼就是不折不扣的"飞行家"。飞鱼生活在热带和亚热带海域。它们常常会一条接一条地飞出平静的海面,就像一群群海燕穿行在海面上,此起彼伏,好看极了。它们     

功能软物质材料及其在微流控领域的应用

功能软物质材料是一种在特定外界刺激下表现相应功能的软物质材料。功能软物质材料在微小的作用下就能展现强大的功能,因此在智能控制等领域有着广泛的应用前景,也成为了软物质研究领域的研究热点。本文介绍了液晶、功能膜、水凝胶和PDMS复合材料等几种典型的功能软物质材料,以及PDMS复合材料在微流控领域的具体应用。     

像金刚石一样硬?

金刚石晶莹剔透,光彩夺目,是为世人梦寐以求的宝石之最。但是,金刚石除了能唤起人们的神秘感和浪漫情怀之外,它还具有其另外的世俗之一面:在工业上使用。金刚石的非凡硬度,使其在切割和打磨其他硬质材料、增强制造工具的耐久性方面,具有无可替代的地位。 乍看一粒金刚石,很难令人相信,其生成物质与一支石墨铅笔芯、一块松软的煤炭没有两样。金刚石的碳原子按刚硬的晶体结构排列,而石墨的碳原子却形成光滑扁平的薄片。 1955年,美国通用电气公司的科学家通过对石墨施加极高压力的方法,首次制得合成金刚石。用这种方法制成的金刚石,像砂粒一样细微,所以其最好的工业用途是作磨料。 但是,金刚石作为一种切割工具,亦非万能。比方说,用金刚石切割钢就不太顶用。钢基本是铁与碳的混合体,遇到高温,铁就变得像吸附碳的海绵一般,与金刚石中的碳     

可见光光催化研究新进展

随着社会经济的发展, 人们对于能源和生态环境越来越关注, 解决能源短缺和环境污染问题是实现可持续发展、提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要. 光催化材料在解决能源和环境问题方面有重要的应用前景. 光催化材料能有效利用太阳能, 光解水制氢, 氢能源是目前最理想的能源, 其最终产物是水, 不产生污染; 与传统治理环境的方法相比, 光催化材料能将有机污染物分解成二氧化碳和水, 具有成本低, 高效, 不产生二次污染等优点. 虽然光催化研究已进行了若干年, 但仍存在着光转换效率低、稳定性差和光谱相应范围窄等问题, 因此加强光催化材料的基础研究意义十分重大.     

基因搜索者的新工具

美国国立过敏症和传染病研究所的科学家们已确信,用某种酶可从生物体的DNA上切下完整的单个基因,而且切断点刚好在基因的两端而不是在其中间。这样就为遗传工程师们能任意混合和匹配基因增加了一种新的精密工具。这一工作亦可能导致有关DNA结构特征的新发现。这种酶是一种在绿豆中发现的核酸酶。切割的诀窍首先是供给双股绞合DNA,其次是添加大量甲酰胺(它可迫使DNA在基因的两端变成可被酶浸蚀和切割的结构)。他们利用这种改进条件下的酶切割疟原虫的DNA,研究了疟原虫的5种特殊基     

智能布料“说话”衣

英国科学家正在研制一种"智能化"衣料,能让残疾儿童借助它"说话"。残疾儿童穿上由这种独特的电子纺织材料制成的马甲,连接一个语音合成器,就可以简单地通过轻拍这种触敏性材料使别人明白他的意思。萨里的布鲁内尔大学生命设计中心的研究人员认为,这项发明会有广泛的用途。已有五家跨国公司希望能在以后的产品中使用这种布料。把这种材料与适当的电子仪器连接起来,     

未来的五种新颖材料

正最近彭博网站发文向大众展示了五种新颖材料,它们是:可轻松去污保洁的材料被称为"第二皮肤"的美容材料、让你拥有非凡弹跳力的材料、迄今为止最"黑"的材料和可制作连线上网纺织品的纤维材料。研发地:英国伦敦使用技术::疏水涂层特性:轻松除污保洁这种材料可应用于玻璃、钢铁、布和纸的自净涂层,它包覆了二氧化钛纳米粒子制造的涂层,可通过独特的纹理和低表面能量,将污迹随水一起清除掉。但它目前仍在伦敦大学实验室里处于实验阶段。     

对高分子化合物研究工作的管及

二十世紀后半世紀被公認为进入原子能时代和高分子时代。原子能是新型的能源,高分子化合物是新型的材料。高分子材料的优越性主要的有三个方面:(1)品种多,具有各种特性,并可綜合几种不同的性能在一种材料上;能应各种不同的要求。(2)原料丰富,如煤、水、鹽、空气、沙石,到处都有,不受地区资源的限制。     

基因灭蚊

<正>近日,英国研究人员利用"基因驱动"技术,对一群冈比亚按蚊(传疟媒介之一)进行了遗传改造,使其繁育出更多的雄性后代,从而影响其种群性别比例,达到消灭疟疾的效果。基于CRSPR的遗传操作,研究人员设计了一种被称为"男性偏向性畸变基因驱动器(SDGD)"的系统。通过在雄蚊精子生产过程中使用DNA切割酶破坏其X染色体,使其仅能生产雄性后代,并且这些遭到破坏的X染色体能够以     

潘鸿宝:三元桥乾坤大挪移背后的创业者

正2015年北京雾霾最严重的一天,记者采访到了北京发研工程技术公司(下简称"北京发研")创始人、联想之星四期星友潘鸿宝,他的公司完成了北京三元桥大修其中的一个核心环节:旧桥桥墩的加固和桥面的分段切割拆除。从某种程度而言,北京发研不仅是一家工程技术公司,还是一家环保公司。过去桥梁路段粗暴的拆爆方式被无粉尘污染、无噪音污染,更加安全的静力无损切割技术所取代。在静力无损切割领域,潘鸿宝率领他的团     

封面说明

正水是生命之源,也是地球上最重要的能量载体.水吸收了太阳辐射到达地表能量的近70%,并在水循环过程中演化为蒸发能、雨滴能、流动能、落水能、波动能等丰富形式.纳米材料可通过与水的相互作用将各种形式的水能转化为电能,相关现象称为水伏效应,它比传统水能利用技术更具发展潜力.近年来,基于纳米碳材料的水伏科学与技术发展迅速,所     

分子信标连接体系用于核酶切割产物的超灵敏检测

建立了一种新的核酶切割产物的超灵敏检测方法. 利用分子信标作为核酶切割产物的连接模板和检测分子, 在RNA/DNA核酸杂合体连接过程中, 核酶切割产物的信息被实时转换为荧光信号. 该方法实现了在不标记核酶或RNA底物的情况下, 高灵敏、高特异性地检测核酶切割产物, 检测下限可达 0.05 nmol/L. 为真实准确地反映核酶切割反应提供了一种简便快捷的非同位素分析方法, 也为核酶基因药物的快速筛选、核酶动力学、核酶在基因治疗中的深入研究提供了全新的思路和技术. 应用该方法对丙型肝炎病毒锤头核酶的切割产物进行了检测.     

二维材料限域水的扫描探针技术研究进展

界面水在自然界和工业发展中无处不在,其结构以及动态性质在众多的界面反应中起着重要的作用.因此,研究固体界面上水的微观结构和动态行为对理解水-固界面上诸多奇特的物理与化学性质十分关键.二维材料限域水是近年来新兴的一类界面水研究对象,即利用超薄的二维材料作为覆盖层,以扫描探针显微镜(scanning probe microscopy, SPM)技术对基底上的水分子进行表征,突破了长期以来SPM对界面水研究中易产生扰动的限制,开辟了在大气条件下研究界面水的新道路.本文简述了近年来SPM在二维材料限域水领域的研究进展,包括对限域水结构的成像、动态行为的探测、限域水的纳米操纵,以及限域水对上层二维材料性质的影响等,同时对二维材料限域水SPM研究面临的挑战和未来的研究方向,以及相关的应用前景作了展望.     

超硬材料研究新进展

超硬材料由于在工业领域的重要应用而受到全世界的广泛关注.1955年美国科学家Hall合成金刚石和1957年美国通用电气公司科学家Wentorf合成立方氮化硼被认为是超硬材料发展史上的两个里程碑.然而,金刚石不能用来切割钢铁,苛刻的合成条件使立方氮化硼的价格非常