打印出个世界

    ①3D打印，也叫三维打印，是快速成型技术的一种，也称“叠层制造”工艺，最早开发于上世纪80年代。这种工艺的原理是，在一个平面上指定的位置放置并固化材料，然后通过逐层打印，把材料堆积成三维物体。

    ②基于这样的工作原理，3D打印技术用于大批量的生产并不快，且成本昂贵，但此技术从零开始堆积材料，不受传统加工手段制约，可以制造几乎任意形状的产品。比如说你要在零件里面打印一些复杂却十分精确的孔，或者要做一个中空的牙齿模型，这时用3D打印工艺就比传统加工工艺快捷省事。最重要的是，3D打印技术让零件的制造不再拘泥于工艺，而取决于想法，越是稀奇古怪，越是传统加工工艺无法加工的零件，就越是3D打印技术的用武之地。比如科幻电影《我机器人》中出现的奥迪RDQ，其超现实的水滴形车身就是由德国库卡公司的工业机器人采用3D打印技术制造的

    ③由于3D打印技术自身的特点，其成熟的应用多出现在医学、教育领域，用于制造那些传统工艺无法精确完成，却又对人们的生活产生极大影响的单个零件。比如制造出用于移植手术的人造骨髓；还可以制作器官模型，供医生个人练习，为手术做准备。

    ④3D打印技术还在整形界享有一定的声誉。2005年，一位猛禽保育专家和一位牙医，用了18个月的时间，用3D打印技术为一只被子弹击碎了半个喙的白头海雕制造了一个“义喙”（注：假嘴）。在义喙安装手术后，这只幸运的鸟儿就摆脱了进食管，可以自主进食、饮水、梳理羽毛了。

    ⑤现在，3D打印技术正逐渐走进人们的日常生活。最近已经有人在用3D打印技术制作精致的玩具了，比如用光敏树脂制造的小熊U盘，还有人打印出了可以食用的 巧克力。如果你是一位DIY达人，等你闲来无事，甚至可以打印个自己来玩玩。

    ⑥在未来，随着 技术进步和成本下降，3D打印技术的适用范围将会更加广泛。

自给自足的人体生物能发电

    ①随着煤炭、石油等资源日趋枯竭，环境恶化日趋严重，一些科学家为了开发更多的新能源，已把研究课题转向人类自身的生物能这一领域，利用人体生物能发电现已初见成效。

    ②人体中存在着一些化学物质，它们之间在发生反应时会产生化学能量。像新陈代谢过程中，葡萄糖和氧分子的反应就有能量释放出来，若稍加利用，这种能量就可以转化为电能。根据这一原理，科学家开始了人体生物电池的研究。

③据专家介绍，人体生物电池的电极是由两根长2厘米、直径约1/7000纳米的碳纤维制成，在每根碳纤维的外层还涂有一种聚合物，此外还有一种作为催化剂的葡萄糖氧化酶聚合物的作用是将碳纤维与葡萄糖氧化酶连接成一个电路，而葡萄糖氧化酶则是用来加速葡萄糖与氧分子的化学反应。这种人体生物电池在37℃、pH为7.2的环境下工作，这很接近人体血液的温度和酸碱度，它产生的动力可以驱动一个监控糖尿病的小型传感器。

    ④人体生物能发电还有其它形式。当一个人坐着或站立时，就会持续产生重力势能。此时，若能采用特制的重力转换器就能将这种能转换成电能。美国有一家公司将发电装置埋在行人拥挤的公共场所，外面是一排踏板。当行人从板上走过时，体重压在板上，使与踏板相连的摇杆向另一个方向运动，从而带动中心轴旋转，使与之相连的发电机启动。

    ⑤除此以外，人体生物能中的热能也可被利用。人每天都要散发大量的热能，而且是通过辐射传播出去。一般一个50千克重的成年人一昼夜所散发的热量约为2500千卡，利用人体的热能制成的温差电池，可以将人体的热能转换成电能。这种温差电池做得很精致，只要放在衣服口袋里就能工作。它可以起到电源的作用，给助听器、袖珍电视机、微型发电机等供电，可谓是自己发电自己使用。

    ⑥人体能源可以说取之不尽，用之不竭，而且没有污染。如此神奇的能源是我们每个人都具有的，充分利用它，便会为我们的社会节约更多的能源。希望这种新型的能源会越来越多地造福于人类。

（选自《能源科学的奥秘》有改动）

    传说，月亮上最有名的动植物是玉兔和桂树，有诗歌这样形容：“仙人垂两足，桂树何团团。白免捣药成，问言与谁餐。”今天，嫦娥四号落月探测器已跃跃欲试，这次的目标是月亮那不为人知的背面，而此次，我们带上月亮的将是一份大礼——土豆。由教育部深空探测联合研究中心组织，重庆大学牵头的科普载荷“月面微型生态圈”，将作为嫦娥四号的“乘客”之一，于2018年底登陆月球背面，进行人奥首次月面生物实验。

    “奶粉罐”里乾坤大

“月面微型生态”高18厘米，直径16厘米，净容积0.8升，总重量3千克，从表面看就是一个圆柱形的金属罐子，有点类似于我们家里的奶粉罐。在罐子里，土豆和拟南芥这两种植物会进行光合作用，释放氧气，而动物虫卵吸入氧气，排出的二氧化破和生活垃圾提供给土豆和拟南芥的种子，循环往复，小生态圈就初现形态了。

    这时候可能有人会问，地球上的光合作用直接利用太阳光，那么月球表面自然光线是如何引入“生态圈”的呢？原来，它是通过光导管引入的。这就实现了月面原位资源利用，让动植物究全接受月球的光照环境。深空探测联合研究中心的老师们之前也考虑过用人工光模拟地球上的光照环境，但利用月面自身光照对实验的意义更大，入果动植物能够适应月球光照生长，那么以后人就可以在月球建设基地，开展长时间的科研工作，这对人类未来在地外星球生存非常重要。

    “月面微型生态圈”是一个真实的生态圈，假设这个生态圈运转正常，罐子里的动植物将经历一个完整的生命周期。动物虫卵从虫卵解化到幼虫生长发育，土豆和拟南芥的种子从发芽、幼苗生长到开花，一个完整的生命周期就诞生了。

    登月生物有讲究

    由于“罐子”容积有限，就要求里面的动植物不能占用过多空间。那些能量上月球的动植物就需要满足特定的条件。首要条件就是“个子小”。其次，由于月球上没有大气传递热量，昼夜温差大，在太空舱内温度控制在30～60℃，“罐子”内温度控为最低－10℃，因此要求动植物能够耐高温、耐冻，而且能抗辐射、抗干扰。

    土豆是大家熟悉的食物，很有可能是以后太空的主食。这次选择的土豆是特别培育的“小个子”品种。拟南芥开花周期短，从发芽到开花只需1个月，是很好的实验用模式植物，因此把在月球开出第一朵花的任务交给了它。

    美国电影《火星救援》中，宇航员马克独自在火星将居住舱变成火星土豆农场，靠种土豆、吃土豆生存了500天，美国大片里出现的场景，中国科学家正将它一步步变为现实。如果嫦娥四号科普载荷成功，将意味“月面微型生态圈”适合于所有地外星球并成为人生存的基础。

（选自《知识就是力量》2018年第4期，雍黎撰文，有删改）

手写比打字有助记忆

周炳揆

    《夜光杯》今年2月7日的一篇《医生的字》的文章提到有一位叫马红霞的医生写的病历单的字迹工整清秀，现今已是非常稀罕。我想起了另外一个关于手写的话题，那就是记（英文）笔记时，是手写好还是打字好？

    这个问题一直有争论，因为不可否认的是打字的速度更快，当然要具有这种速度，必须受过专门的打字训练。但是有美国教授研究后认为，手写笔记有助于学生在教室里集中注意力，习惯于手写笔记的学生学习成绩也较好。较之喜欢用英文速写方法的学生，用普通书法记笔记的学生能学到更多知识，对信息的记忆也更持久，更乐意把握新的思路。和用键盘相比，手写能紧扣人的思维，使获得的信息更有条理。

    古代，在发明印刷术前，人们是依赖用芦苇秆在纸箔上抄写来把所见所闻记录下来，做了归纳后再进行研究的。这个把事情写下来的过程对大脑形成刺激，实际上是把听到的东西传递到头脑中去了。书写工具逐渐在进步，人们对记笔记的研究也已经有了近百年的历史。

    铅笔的发明是在17世纪，1827年自来水笔被申请了专利，圆珠笔是在1888年发明的，但这些书写工具并没有给记笔记带来实质变化。现今，几乎每位大学生都配备了手提电脑，听课依然是他们获取知识的主要途径，高等学府的教室里但闻键盘咔嗒声。

    统计显示，听课时用键盘记笔记速度更快，打字和手写每分钟的速度之比大约是33字比22字。在短时期内，打字是有优势的。圣路易斯华盛顿大学的一位教授2012年做过一项调查，上课结束立即对学生进行跟踪，结果发现“打字族”能够回忆起更多的上课内容，对上课内容进行测验的成绩也比“手写族”要好一点。

    问题是这种优势是暂时的，经过24小时，“打字族”对自己记下的东西全忘记了，他们在键盘上敲下的长长的笔记太表面化，也太肤浅了，无助于他们回忆起上课的内容。相反，“手写族”能够持久记忆课堂讲课内容，甚至在一星期以后仍然对课堂上的一些概念有很好的掌握。很显然，手写会把听到的东西更深地记住。用普通书法记笔记更便于温习上课内容，因为它们较之速记法组织得更好。

    人们要问，“打字族”能记下较多的内容，为什么掌握的知识反而少呢？研究证实，打字是一种机械反应，对听到的东西是逐字逐句地记下；“手写族”记下较少的东西，但是在记下的同时也在思索，并且对内容有了一个消化。

    具有讽刺意味的是，高科技含量的笔记本电脑人见人爱，它可以使打字更快，但恰恰对学习知识是有害的；手写可以增强对知识的记忆，然而有统计说，手写平均只能记下30%左右的内容，为了跟上讲课者的速度，手写会漏掉一些重要的限定词，省略掉一些关键的细节——所以手写还大有改进的余地。

鲨鱼是海洋系统的“整容师”

柳静

    ①鲨鱼是海洋中的庞然大物，也是食肉类的凶猛鱼类，号称“海中狼”。可是，最近它被贴上了“整容师”的标签，因为它可以改变海洋中很多鱼的眼睛和尾鳍的尺寸。听到这些，你是否感到十分惊讶呢？

    ②原来，在海洋系统中，许多小鱼都有着较大的眼睛和有力的尾鳍，帮助它们及时发现并快速躲避鲨鱼的攻击与吞食。尤其在鲨鱼出没捕食的低光环境下更是如此：一定尺寸的尾鳍可以保证鱼类突然加速游动，以此来远离鲨鱼的追捕。但是，在2018年1月，西澳大利亚大学等机构研究人员的最新研究发现，近年来由于人类对鲨鱼的大量猎杀，导致多种鲨鱼濒临灭绝。鲨鱼数量的减少，使得其他鱼类的生存得到了暂时的和平安稳，导致它们的形态也正在发生明显的改变，如眼睛变小，尾鳍变小。因此，鲨鱼就成了海洋系统里的“整容师”。

    ③研究人员对澳大利亚西北海域罗利沙洲和斯科特礁两个珊瑚礁系统中7种不同的鱼类专门进行了对比分析。这两个珊瑚礁有着相似的自然环境，但不同的是，罗利沙洲禁止捕鱼，鲨鱼数量比较稳定，而斯科特礁允许对鲨鱼进行商业捕捞，且已经特持续了一百多年。研究人员分别在两个珊瑚礁海域进行了采样捕捞，并测量出了所捕捞鱼的体长、体宽、眼部和尾鳍大小。结果发现，与罗利沙洲的鱼类相比，斯科特礁同种鱼类的眼睛尺寸小46%，尾鳍尺寸小40%。

    ④研究人员解释说，人类捕捞鯊鱼使其数量减少，会造成一系列生态后果，小鱼的眼睛及尾鳍尺寸等发生变化仅仅是一个方面，其实，鲨鱼数量的减少还在悄悄地影响着其他海洋生态系统。

    ⑤首先，鲨鱼数量的大幅度减少，那些体弱多病，基因突变导致畸形的鱼，就不会及时被消灭，进化过程中的优胜劣汰也不能更好地延续下去。那些没有被吃掉的弱鱼，病鱼就会一直繁殖下去，直到基因退化，这不利于种群的健康发展，对整个海洋生物多样性，优化性将是一个致命打击。

    ⑥其次，鲨鱼数量的大幅度减少，将使海洋生态环境无法正常维持，水质环境会进一步恶化。因为，鲨鱼是海洋系统名副其实的“清道夫”。它可以通过清理腐烂的大型海洋动物尸体，来净化海洋生态环境。

    ⑦由此看来，鲨鱼在保持海洋生态系统平衡中扮演了至关重要的角色，称它为海洋系统的“整容师”一点儿也不为过。

（选自《知识窗》，2018年第4期，有删改）

花朵的香味从哪来?

晏慧君

①赠人玫瑰，手有余香。细嗅蔷薇，香从何来?我们平常接触的鲜花，很多都有香味，有的散发淡淡的幽香，有的则会浓香四溢。那么，花朵的香味到底从何而来?对于花朵来说，香味有什么作用?人能不能控制花香?

②花朵的香味，多半来自花瓣。

③香味其实是一类挥发性小分子化合物。随着花朵的绽放，这些化合物源源不断地挥发到空气中，就有了我们闻到的花香。花香各异，其实就是花朵中产生的挥发性化合物不同。值得一提的是，“花香”并不一定都是香味，如大王花、韭菜花等，不仅不香，还有点臭——这是它们挥发出的含硫化合物的气味。花香除了跟花自身有关，也会随环境变化。一般来说，环境温度越高，化合物挥发越快，花香也越浓。

④有些植物的花香可以提神，有些花瓣可以用来提炼精油、香水，还有些花瓣可以用来驱虫防腐。很多花的挥发性化合物具有一定的药用价值，如薰衣草中的薰衣草酮可以起到镇静、放松的作用。我们既可以提取这些化合物作为原料生产相关产品，也可以分析这些具体化合物的结构，采用人工合成的方式进行规模化生产。所以，花香产生的化合物既可能是生物资源，也可以给化工行业提供很多启发。这些都是鲜花给人类的意外之喜。

⑤对花朵本身来说，香味也有独特的作用。有些植物的气味会让天敌“闻”而却步，减少了采食者，植物得以更好地生存。绝大多数植物的花香则会招来更多的昆虫、鸟类等取食花蜜或者花瓣，同时也把花粉带给同类花朵，帮助授粉、繁衍。

⑥花朵的香与臭，其实都靠基因调控。

⑦不同物种的基因不同，产生的化合物就有差异；同一物种的不同个体基因不一样，产生的化合物浓度也存在不小的差异。为了培育香气宜人的鲜切花，科研人员会对花卉进行杂交或通过分子生物学技术进行基因编辑，从而选育出花型、花色、花香最佳的新品。

⑧在日常生活中，想要延长鲜花的花期，尽量长时间地享受花香，可以通过降低温度、使用营养液的方法来实现。想要长期留住花香，提取汁液、制作花茶、阴干保存都是不错的方法。未来，如何进一步了解花香、利用花香，是值得研究的课题。

（选自《人民日报》2024年4月25日，有删改）