年度“科学才子”——道甘和雅奇

  凯莉·道甘
  26岁,蚯蚓研究者
  通过研究蚯蚓钻地的“工程学”原理,探索神秘的地下世界。
  凯莉·道甘在试图诱使蚯蚓挖通一桶凝胶的时候说:“我一向喜欢蚯蚓。”道甘刚刚报考了美国缅因州大学的博士研究生,她正在为论文作准备、录制试验片段。
  道甘的这项研究已经让她成为了地下世界科学方面的权威人物。研究蚯蚓的难度巨大,由于非常难以观察,目前还没有一位生物学家能够明确地描述它们如何运动。达尔文是首先对这个问题进行严肃调查的科学家之一。他并不认为当蚯蚓拱进土里时“土壤会自动松开”。他认为,当蚯蚓“挤”进土里时,会吞下前方的泥土,“吃”出一条路来。达尔文提出的这个理论已经存在了120年之久,但是后来不少科学家也提出了质疑。
  道甘也是质疑者之一。她认为,蚯蚓一定使用了某种窍门来钻地,但是此类研究方向必然会涉及工程学。她最后发现了一种被称为“光测弹性应力”的方法,可以使用偏振光和滤镜来测量物体受到的压力。她还发现,海水与凝胶的混合物有着和海底沉淀物一样的物理特性,于是就将这种混合物沉淀在容器底部,然后把蚯蚓放上去,拍摄其钻地情况。
  通过研究蚯蚓钻地时对它周围土壤造成的压力场,道甘发现,蚯蚓的嘴部在钻地过程中就相当于一个木楔子,不停地伸嘴撬开泥土,然后它的身躯就可以毫不费力地通过空隙。蚯蚓通过不停地进行这种机械杠杆运动来保持前进。按照工程学术语说,这叫做“裂纹扩展”。道甘的研究表明,对于蚯蚓来说,这种运动所耗费的能量比吃掉泥土打通道路耗费的要少多了。道甘的发现,改变了科学家们对整个地下生态系统的理解。
  奥马尔·雅奇
  41岁,氢纳米建筑师
  他目前正在研制的“微型支架”日后可能帮你在气罐里存放氢。
  奥马尔·雅奇在美国加利福尼亚州洛杉矶分校工作。他在走出化学实验室时向记者透露了一个秘密:“我害怕化学品。”对一个化学家来说,这似乎是不大可能出现的恐惧症,而且雅奇的论文还排在为该领域最有影响力的论文之列。不过,雅奇之所以选择化学这个科研领域,是因为自己喜欢解开一道道难题,而不是因喜欢爆炸物。
  雅奇曾经用自己发明的一种物质(看上去就像婴儿奶粉一样)制成一个水壶,令人感到荒谬的是,这个小水壶能够容纳比一间屋子容纳的天然气还要多。雅奇的发明很适合用来制作存放氢气的容器,日后很可能就是“氢汽车”使用的第一个燃料箱。
  如果将雅奇发明的这种物质放大10亿倍来观察,它看上去很像一套巨大的支架。材料学家此前也见过类似的框架,但是他们无法使用这种框架去“定制”特殊用途的材料。美国南佛罗里达州大学的教授迈克·扎沃罗特科说,按照化学家的规范来设计建造这些框架“是个梦想”,“雅奇就是将这个梦变成现实的那个人”。
  雅奇使用微型的金属支架来构建这些框架,由于它们有着稳固的接合点,雅奇能够造出几乎任何图案。例如,他建造的“蜂巢”就很结实,能够储存大量气体,当气体分子粘在蜂巢的横梁上时,他们会越聚越紧、被压缩起来——这个过程不需要任何人为的高压和低温条件。

  
 
 
 
 
 
 
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