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六一兒童節 來聊聊動畫片裏的那些科技梗

  • 清風傳奇
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  • 2020-06-01 10:51:58

又到了六一兒童節這個小朋友們最盼望的日子。從能發射“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,再到飛向外星係進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。細心的觀眾也許會發現,動畫片裏的一些情節似乎都能從現實世界找到影子。那麼,在這個特殊的日子裏,就讓我們來聊聊動畫片裏的那些科技梗吧。

  《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,皮卡丘能放電也許並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,中國科學院動物所副研究員趙亞輝在接受科技日報記者採訪時表示,魚類中確實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變而來。其放電器官由發電細胞構成,發電細胞在神經中樞指揮下,神經層出現極化逆轉,從而産生電流,使得這些細胞就像一個個“小電池”一般。雖然每個發電細胞只能産生約0.1伏電壓,但1尾長達2米的電鰻大約有6000個發電細胞,當它們串聯在一起後,實測最大發電量可以超過550伏,從而達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,趙亞輝解釋説:“由于電流都會選擇從電阻最小的通路經過,所以電鰻在水中放電時,電流會經由水傳遞,並不會電到它自己。”

  值得一提的是,電鰻的放電過程是脈衝式的,並不能持續放電。這一點也與皮卡丘放電後變得虛弱,並且在一段時間內不能再使用絕招的狀態相似。

  《變形金剛》“能量塊” 可燃冰也許是它現實生活原型

  動畫片《變形金剛》可謂80後的集體記憶,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》中機器人爭奪的這種體積小、能量大的“能量塊”,在現實生活中也可以找到原型,它就是可燃冰。

  可燃冰學名“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,但燃燒時間遠遠長于固體酒精,産生的能量也十分巨大。有專家表示,可燃冰最大的特點就是能量密度高。同等條件下,其産生的能量比煤、石油、天然氣要高出數十倍。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公裏的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公裏。

  可燃冰是清潔燃料,燃燒後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,其資源量相當于全球已探明傳統化石燃料碳總量的兩倍,是一種具有重大戰略意義的未來能源。

  《賽爾號》探索地外能源 與現今各國瞄準月球能源不謀而合

  公元2110年,地球能源已接近枯竭,環境污染日趨嚴重。為了實現地外星係探索計劃,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現實。人類對月球的探索一直沒有停歇,我國實施了探月工程,美國推進“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麼熱衷,原因之一就是現代科學證明,月球資源對人類的生存、發展具有重要戰略意義。

  據中國月球探測工程首任首席科學家歐陽自遠介紹,地球上的石油、煤、天然氣等資源終究要耗光,而月球則蘊藏著豐富的能源。他説,月球上一個“白天”大約相當于地球上半個月,表面沒有大氣、電離層等遮擋,十分利于太陽能的採集。同時月表沒有建築物,可無限鋪設太陽能電池板,而且月球太陽能轉變為電能後輸送到地球的技術也已解決。

  月球上特有的礦藏和能源,是對地球資源的重要補充和儲備。科學考察探明,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。

  中國科學院國家天文臺研究員鄭永春表示,把外太空的資源開採後拿到地球上用,代價非常高昂,而且有些資源,如黃金、鉑金等,品質如果不高完全沒有必要開採。但有些資源,如月壤中含有的氦-3,如今已被世界公認為是高效、清潔、安全、廉價的核聚變發電燃料,而且地球上沒有,這就有必要拿回來。據了解,氦-3在核磁共振成像設備的超導電磁體冷卻、半導體、超導實驗、光電子、激光陀螺等領域有著重要作用。但如何把氦-3從月球拿回來,是科學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、合理。”鄭永春強調。

  《美少女戰士》V型頭飾 記憶合金打造才能與額頭緊密貼合

  在動畫片《美少女戰士》中,美少女戰士每次變身時都會在額頭上出現一個金閃閃的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,之後又能恢復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,能恢復原來的形狀,而且具有百萬次以上的恢復功能。這種合金的另一個獨特性質是在特定溫度下發生“超彈性”效應,表現為能承載比一般金屬大幾倍甚至幾十倍的可恢復應變。

  記憶合金以鎳鈦記憶合金為典型代表,在醫療、建築、航空航天等領域應用廣泛。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。

來源:科技日報

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