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又到了六一兒童節(jié)這個小朋友們最盼望的日子。從能發(fā)射“十萬伏特”電擊的皮卡丘,,到爭奪“賽博坦”星球“能量塊”的變形金剛,再到飛向外星系進(jìn)行能源探索的賽爾號……動畫片陪伴一代又一代小朋友快樂成長,。細(xì)心的觀眾也許會發(fā)現(xiàn),,動畫片里的一些情節(jié)似乎都能從現(xiàn)實(shí)世界找到影子。那么,,在這個特殊的日子里,,就讓我們來聊聊動畫片里的那些科技梗吧。
《寵物小精靈》皮卡丘靈感或來自“放電高手”電鰻
看過動畫片《寵物小精靈》的朋友一定對矮胖矮胖圓咕隆咚的小精靈——皮卡丘印象深刻,。尤其是在對戰(zhàn)中,,它可通過臉上的電氣袋釋放電能。鮮有對手的“十萬伏特”絕招,,讓許多小朋友艷羨不已,。不過,,皮卡丘能放電也許并不是作者的憑空想象,自然界真的就有和皮卡丘一樣的放電高手——電鰻,。
對此,,中國科學(xué)院動物所副研究員趙亞輝在接受科技日報記者采訪時表示,魚類中確實(shí)有不少種類都具有放電功能,,既有海水魚類,,也有淡水魚類。它們主要的放電器官大部分是由肌肉衍生出來的,,如電鰻放電器官就是由尾肌轉(zhuǎn)變而來,。其放電器官由發(fā)電細(xì)胞構(gòu)成,發(fā)電細(xì)胞在神經(jīng)中樞指揮下,,神經(jīng)層出現(xiàn)極化逆轉(zhuǎn),,從而產(chǎn)生電流,使得這些細(xì)胞就像一個個“小電池”一般,。雖然每個發(fā)電細(xì)胞只能產(chǎn)生約0.1伏電壓,,但1尾長達(dá)2米的電鰻大約有6000個發(fā)電細(xì)胞,當(dāng)它們串聯(lián)在一起后,,實(shí)測最大發(fā)電量可以超過550伏,,從而達(dá)到電暈甚至電死其它動物的效果。至于電鰻為啥不會電到自己,,趙亞輝解釋說:“由于電流都會選擇從電阻最小的通路經(jīng)過,,所以電鰻在水中放電時,電流會經(jīng)由水傳遞,,并不會電到它自己,。”
值得一提的是,,電鰻的放電過程是脈沖式的,,并不能持續(xù)放電。這一點(diǎn)也與皮卡丘放電后變得虛弱,,并且在一段時間內(nèi)不能再使用絕招的狀態(tài)相似,。
《變形金剛》“能量塊”可燃冰也許是它現(xiàn)實(shí)生活原型
動畫片《變形金剛》可謂80后的集體記憶,其從1984年首播起至今已有33年的歷史,。而其中貫徹始終的情節(jié)主線,,就是汽車人和霸天虎之間對于一種紫色的小方塊——“能量塊”的爭奪。
《變形金剛》中機(jī)器人爭奪的這種體積小,、能量大的“能量塊”,,在現(xiàn)實(shí)生活中也可以找到原型,它就是可燃冰。
可燃冰學(xué)名“天然氣水合物”,,外形像冰塊,,一旦遇到火,它就可以像固體酒精一樣燃燒,,但燃燒時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于固體酒精,,產(chǎn)生的能量也十分巨大。有專家表示,,可燃冰最大的特點(diǎn)就是能量密度高,。同等條件下,其產(chǎn)生的能量比煤,、石油,、天然氣要高出數(shù)十倍。以生活中常見的汽車為例,,如果一輛以天然氣為燃料的汽車,,一次加100升天然氣能跑300公里的話,那么加入相同體積的可燃冰,,這輛車就能跑5萬公里。
可燃冰是清潔燃料,,燃燒后只生成二氧化碳和水,,如果替代化石燃料,將有助于解決空氣污染的問題,。不僅如此,,可燃冰儲量巨大,廣泛分布于全球大洋洋底,、陸地凍土層和極地之下,。有專家估計,其資源量相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料碳總量的兩倍,,是一種具有重大戰(zhàn)略意義的未來能源,。
《賽爾號》探索地外能源與現(xiàn)今各國瞄準(zhǔn)月球能源不謀而合
公元2110年,地球能源已接近枯竭,,環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,。為了實(shí)現(xiàn)地外星系探索計劃,人類制造了能源探索飛船賽爾號……這是動畫片《賽爾號》中的情景,。
動畫片中的情景在未來或許會走進(jìn)現(xiàn)實(shí),。人類對月球的探索一直沒有停歇,我國實(shí)施了探月工程,,美國推進(jìn)“重返月球”計劃,,世界各主要航天大國也紛紛提出雄心勃勃的月球探測計劃。各國之所以對月球探索這么熱衷,原因之一就是現(xiàn)代科學(xué)證明,,月球資源對人類的生存,、發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。
據(jù)中國月球探測工程首任首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)介紹,,地球上的石油,、煤、天然氣等資源終究要耗光,,而月球則蘊(yùn)藏著豐富的能源,。他說,月球上一個“白天”大約相當(dāng)于地球上半個月,,表面沒有大氣,、電離層等遮擋,十分利于太陽能的采集,。同時月表沒有建筑物,,可無限鋪設(shè)太陽能電池板,而且月球太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎筝斔偷降厍虻募夹g(shù)也已解決,。
月球上特有的礦藏和能源,,是對地球資源的重要補(bǔ)充和儲備??茖W(xué)考察探明,,月球上已知礦物有100多種,包括大量的鋁,、鎂,、鈣、鈦,、硅,、鈉、鉻,、鉀,、錳、鋯,、鋇,、鈧、鈮等,,另有5種是地球上沒有的,。
中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春表示,把外太空的資源開采后拿到地球上用,,代價非常高昂,,而且有些資源,,如黃金、鉑金等,,品質(zhì)如果不高完全沒有必要開采,。但有些資源,如月壤中含有的氦-3,,如今已被世界公認(rèn)為是高效,、清潔、安全,、廉價的核聚變發(fā)電燃料,,而且地球上沒有,這就有必要拿回來,。據(jù)了解,,氦-3在核磁共振成像設(shè)備的超導(dǎo)電磁體冷卻、半導(dǎo)體,、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn),、光電子、激光陀螺等領(lǐng)域有著重要作用,。但如何把氦-3從月球拿回來,,是科學(xué)家們首先要解決的問題。
“把外太空資源就地利用,。這種方式也許更科學(xué),、合理?!编嵱来簭?qiáng)調(diào)。
《美少女戰(zhàn)士》V型頭飾記憶合金打造才能與額頭緊密貼合
在動畫片《美少女戰(zhàn)士》中,,美少女戰(zhàn)士每次變身時都會在額頭上出現(xiàn)一個金閃閃的V型頭飾,。這個頭飾能夠和額頭貼合得如此緊密,有人猜測,,一定是由記憶合金做成的,。
對此,有專家解釋,,記憶合金,,又稱形狀記憶合金,是一種在特定條件下變形,,之后又能恢復(fù)其變形前原始形狀的合金材料,。這樣的特性就好像這塊金屬對自己之前的樣子有記憶一樣,所以人們把它叫做記憶合金,。
而記憶合金究竟是如何記憶的,,科學(xué)家表示原理目前還不清楚,只知道其在一定的溫度條件下,能恢復(fù)原來的形狀,,而且具有百萬次以上的恢復(fù)功能,。這種合金的另一個獨(dú)特性質(zhì)是在特定溫度下發(fā)生“超彈性”效應(yīng),表現(xiàn)為能承載比一般金屬大幾倍甚至幾十倍的可恢復(fù)應(yīng)變,。
記憶合金以鎳鈦記憶合金為典型代表,,在醫(yī)療、建筑,、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,。例如美國國家航空航天局(NASA)新火星車的車輪,將使用一種由鎳鈦記憶合金制成的非充氣式網(wǎng)狀輪胎,,它比“好奇”號使用的鋁制車輪能承受更大形變與更多載荷,。