又到了六一兒童節(jié)這個(gè)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(zhēng)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(hào)……動(dòng)畫片陪伴一代又一代小朋友快樂成長(zhǎng),。細(xì)心的觀眾也許會(huì)發(fā)現(xiàn),動(dòng)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(gè)特殊的日子里,就讓我們來聊聊動(dòng)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(dòng)畫片《寵物小精靈》的朋友一定對(duì)矮胖矮胖圓咕隆咚的小精靈——皮卡丘印象深刻,。尤其是在對(duì)戰(zhàn)中,它可通過臉上的電氣袋釋放電能,。鮮有對(duì)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(duì)此,,中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物所副研究員趙亞輝在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)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(gè)個(gè)“小電池”一般。雖然每個(gè)發(fā)電細(xì)胞只能產(chǎn)生約0.1伏電壓,,但1尾長(zhǎng)達(dá)2米的電鰻大約有6000個(gè)發(fā)電細(xì)胞,,當(dāng)它們串聯(lián)在一起后,實(shí)測(cè)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(dòng)物的效果。至于電鰻為啥不會(huì)電到自己,,趙亞輝解釋說:“由于電流都會(huì)選擇從電阻最小的通路經(jīng)過,,所以電鰻在水中放電時(shí),電流會(huì)經(jīng)由水傳遞,,并不會(huì)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(shí)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(dòng)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(duì)于一種紫色的小方塊——“能量塊”的爭(zhēng)奪,。
《變形金剛》中機(jī)器人爭(zhēng)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(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)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(chǔ)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(jì),,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(hào)》探索地外能源 與現(xiàn)今各國(guó)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(jì)劃,,人類制造了能源探索飛船賽爾號(hào)……這是動(dòng)畫片《賽爾號(hào)》中的情景,。
動(dòng)畫片中的情景在未來或許會(huì)走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。人類對(duì)月球的探索一直沒有停歇,,我國(guó)實(shí)施了探月工程,,美國(guó)推進(jìn)“重返月球”計(jì)劃,世界各主要航天大國(guó)也紛紛提出雄心勃勃的月球探測(cè)計(jì)劃,。各國(guó)之所以對(duì)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(duì)人類的生存,、發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義,。
據(jù)中國(guó)月球探測(cè)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(gè)“白天”大約相當(dāng)于地球上半個(gè)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(shí)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(duì)地球資源的重要補(bǔ)充和儲(chǔ)備,。科學(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(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)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(jià)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(jià)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(dòng)畫片《美少女戰(zhàn)士》中,美少女戰(zhàn)士每次變身時(shí)都會(huì)在額頭上出現(xiàn)一個(gè)金閃閃的V型頭飾,。這個(gè)頭飾能夠和額頭貼合得如此緊密,,有人猜測(cè),一定是由記憶合金做成的。
對(duì)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(duì)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(gè)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(guó)國(guó)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(hào)使用的鋁制車輪能承受更大形變與更多載荷,。