3D生物打印

      今年7月，深圳医院整形外科团队运用3D生物打印技术，通过3D打印辅助的耳廓塑形再造手术，让一位右耳廓先天发育不全的女孩再次长处一个正常的新耳朵。

      早在2009年，瑞士伯尔尼的研究人员就使用3D打印机制作出了尺寸精确的人拇指骨。这种技术只需要一些简单的材料：3D打印机、三钙磷酸盐和聚乳酸以及能够发育成骨骼的活细胞。三钙磷酸盐和聚乳酸会形成坚硬的结构，起到支撑的作用；能够发育成骨骼的活细胞在支架上便可培养成人拇指骨。

      但是那些只由柔软的细胞组成的器官并没有这些支撑物，像心脏、肝脏等复杂器官的3D制造，最大的困难就在于没有合适的支架。

      随着科技发展，也许打印更复杂的器官将不需要太久，因为支架的问题已经有了解决方案。以3D生物打印“血管”为例：科学家先是利用一些富含糖类和其他营养物质的凝胶，制造出了柔软的支架，再利用从脊髓里采集到的干细胞为原料，配合不同的生长因子，让其发育成不同类型的活细胞。接着在3D打印机的两个喷头分别灌注活细胞和水凝胶，这种工作原理和我们使用彩色打印机时在不同墨盒中注入不同的墨水是一样的。喷头喷出的微小液滴中都包含了数万个细胞，它们会以数百微米的精度分布在水凝胶支架的周围，成为人体组织模型。打印完成后，这些微小的作品被放进营养液中，细胞会找到彼此并且相互结合，成为一段鲜活的血管，而水凝胶稍后将会被洗掉。

      这种方法制作出的符合搭桥手术需要的血管，对人体既不会有副作用，也不会引起排异反应，因为制作血管的所有材料都来自患者自身。

      目前，3 D生物打印技术只能制作一些简单的组织，离打印复杂器官的目标还有数年的距离，但是研究者们对它充满信心。在这种技术成熟之后，我们将会拥有个人专属的器官库，随时可以打印只适合自己的身体器官。因为器官衰老和死亡这件事也许可以避免，健康的肉体将会与健全的思维存在同样长的时间。

                                                                                                                                                       （选自《科技纵览》，有删改）

①白蚁是建造地下宫殿的杰出建筑师，它们能在土下几十厘米甚至数米深处修筑巢穴。

②这些建筑物常常比人高得多，最高达7米多，占地100多平方米。

③蚯蚓食性较杂，世界各国都利用它来处理大量的垃圾。日本有家大工厂养殖了10亿条蚯蚓，用于处理废料。

④蚕的小小身躯是一座非常奇妙的加工厂，用的原料是桑叶。

地热能有望成为雾霾治理新配方

    ①人类社会追求的两大主题，一个是健康，一个是能源。当健康和能源这两个主题发生冲突时，比如雾霾当道的眼下，我们的出路又在哪儿呢？答案是地热。

    ②地热资源是来自地球内心的奉献，地心温度可以达到5000～6000摄氏度，能量巨大。与化石能源不同，地热能基本上不排放污染物，也不会带来大量的二氧化碳和温室效应；与太阳能和风能不同，地热资源是一个连续稳定的能源，它一天24小时，一年365天都存在；除此之外，它在地下储层当中，像电池一样储集热能量，这个特点是在能源利用中有待发挥的优势。

    ③河北省的雄县已经实现了可持续的地热供暖，开采井、回灌井的设计有效解决了可持续供能的问题，开采井（红色的）出来的热水送到供热站经过换热以后，被加热的自来水送到各家各户，降温后的地热水——地热尾水再从冷水井（蓝色的井）回灌下去，实现循环往复的利用。雄县有30万人口，井有70口左右，约1500米的深井，温度在60～70摄氏度，每年冬天90%以上的人口享受了地热供暖。这个地热供暖是清洁的，整个城市几乎没有烟囱。

    ④程度发育好的热储，勘探开发利用的远景非常好，潜力巨大。初步估算，全国岩溶热储的能量潜力相当于我国目前年能耗的100倍以上。如果把它们的分布与雾霾分布图对比可以发现，吻合度非常高，所以开发利用地热资源可以有效替代燃煤，缓解雾霾。

（选自《中国科学报》，作者庞忠和，有删改）

半日花真的是花开半日吗？

    ①2016年9月，在内蒙古乌斯太镇一个叫八里庙的地方，调查人员发现一种被列为国家二级保护的稀有植物——半日花。这种濒危植物在乌斯太镇不仅是首次发现，而且呈连片分布，面积约有3亩左右。这一发现让调查人员感到无比兴奋。

    ②半日花是一种矮小的落叶灌木，株高仅10--15厘米，呈垫状多分枝生长，并形成较为紧密的灌丛，植株形态美丽小巧，颇具观赏价值。除了姿态袖珍而又娇美，半日花的叶片、花朵和果实也都非常迷你可爱，而且布满了白色的绒毛，给人一种萌萌的感觉。

    ③别看半日花长得娇小可爱，这种外表柔弱的美丽花草其实有着非常强大的生存能力，它们特别喜欢接受严酷生存环境的挑战，不仅能抗干旱，而且可以轻松应对-35℃的低温到39℃的高温气候。半日花多生长于海拔1000--1300米的低山石质残丘坡地上，是一种适生于草原化荒漠地区的植物。

    ④尽管半日花的模样娇美可爱，但它其实是一种非常低调的植物，不知从何时期，它们就在贫瘠的荒漠之上，默默地绽放着美丽，却常常地被当地人忽略。

    ⑤后来，美国的科研人员偶然发现这种植物，经仔细研究才发现，这种不起眼的小小花草竟是已在地球上生存了____多万年的远古残遗植物，属古地中海植物区系的残遗植物，比有“活化石”之称的银杏和水杉还要早几千万年呢。

    ⑥大部分花草植物，除了学名之外，还会有其它的别名和俗称。奇怪的是，这种绽放在荒漠上的花却显得特别专一和实在，除了“半日花”这个颇有些独特的名字之外，就再也没有其它别名了。

    ⑦为什么要将这种濒危的野生花卉称为“半日花”呢？难道这种花每次真的只开半天吗？

    ⑧在当地民间，有一种十分玄乎的传说，说这种花每年只绽放半天，平时则悄无声息，默默生长。当然，这种传说是毫无根据的。只要稍微留心观察就不难发现，半日花的花期通常从5月下旬一直绵延至7月上旬，长达两个月之久；有的时候，到了八九月份，半日花还能迎来第二次花期。

    ⑨虽然说半日花并非每年只开半天，但这种颇有个性的小花有一个十分奇妙的“午休”现象，也就是说，上午开放的花朵在中午时间闭合休息，到了下午再重新开放。因此，严格来说，半日花每次开花的时间确实只有半天。所以，称其“半日花”倒也名副其实。

    ⑩半日花为什么会有这种独特的开花方式呢？这跟其严酷的生存环境直接相关。为了适应高温干旱的石砾荒漠环境，植物必须适当控制自己的光合作用，以减少水分的蒸腾。因此，受中午强光和高温的影响，半日花会发生光抑制，从而产生光合“午休”现象。

    ⑪除了用独特的“午休”现象来应付严酷的环境，半日花还有其他一些适者生存的绝招。例如，与土壤中的真菌形成菌根共生关系，以便在水分紧张的情况下，有效增加根系的水分传导和吸收。这种特殊的功能还有益于农业生产，可成为改造和利用荒漠不毛之地的有效办法。

（选自《百科知识》2017年1月下，有删节）

宇宙生命之谜

①哪些天体上可能有生命存在呢？这个天体又必须具备什么样的条件呢？人们了解了生命起源的过程之后，认为至少应有这样几个条件：……。

②根据这些条件，科学家首先对太阳系除地球以外的其他行星进行了分析。水星离太阳最近，朝向太阳的一面表面温度达到300∼400℃，不可能存在生命。金星是一颗缺氧、缺水，有着浓厚云层的行星，太阳辐射和云层造成的“温室效应”，使得金星表面温度极高，不可能有生命存在。木星、土星、天王星和海王星离太阳很远，它们的表面温度，一般都低于—140℃，因此，也不可能有生命存在。

③太阳系中唯一还可能存在生命的行星是火星。火星与地球有不少相似之处：地球自转一圈是23小时56分4秒，火星自转一圈是24小时37分；_地球自转轴与公转轨道平面有66度34分的倾角，而火星的倾角约66度1分 ， 所以火星和地球昼夜长短相近，而且也有四季更替。更有趣的是，1877年，意大利的一位天文学家观察到火星表面有很多纵横的黑色线条，人们猜测这是火星人开挖的运河。人们还观察到火星表面的颜色随着季节而变化，有人认为这是火星表面植物随着季节的变化而改变了颜色。

④为了揭开火星神秘的面纱，科学家们决定利用探测器对火星作近距离的观测。1971年，美国发射的“水手9号”探测器进入了环绕火星飞行的轨道，给火星拍摄了大量的照片。这些照片表明，意大利天文学家观察到的所谓“运河”，原来是一连串的暗环形山和暗的斑点。

⑤科学家们还发现，火星是一个非常干燥的星球，在它的大气中虽然找到了水汽，但含量极少，只有地球上沙漠地区的1%；火星的大气层非常稀薄，96%是二氧化碳，氧气含量极少；火星表面温度很低；火星的磁场非常弱，太阳风和宇宙射线可以直接轰击火星表面。所有这些因素都说明，在火星上生命难以存在。