新型化學材料論文

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新型化學材料論文范文第1篇

【關鍵詞】公共選修課;化學與社會;教學

為了適應社會高速發展的需要,實施創新型教育,培養創新型人才已成為我國21世紀教育的必然趨勢。獨立學院作為一種全新的高等教育辦學機制與人才培養模式,主要以就業為導向,注重應用人才的培養。《化學與社會》課程是高校面向非化學化工類學生開設的一門自然科學選修課,應該擔負起培養應用創新型人才的任務。隨著時代的發展,社會對高等教育有了更高的要求,同時也給予了高等教育更多的機會。教育改革在經歷了知識教育、能力教育之后,如今的素質教育成為最主要的內容,其核心在于加強科研與教學的緊密結合,大力提倡和促進學生自主學習,培養具有創新意識和創造能力的新型人才。為了實現這個目標,今年作者所在的長安大學興華學院開設了多門公共選修課,其中包括《化學與社會》。本論文通過分析現代社會科技發展的形勢,闡明現代社會獨立學院開設《化學與社會》公共選修課的必要性;同時結合本人講授《化學與社會》過程中的體會,探討了如何在獨立學院提高公共選修課《化學與社會》的教學效果,并呼吁應加強三本學生自然科學素質的培養。

一、獨立學院開設《化學與社會》公共選修課的必要性

公共選修課是提高學生綜合素質的有益選擇。我國現行的專業《人才培養方案》大多偏重對學生本專業的學習要求,而對學生在其他學科領域的知識掌握以及素質修養則鞭長莫及。公共選修課在幫助學生完善其他學科領域的知識和提高素質修養方面大有可為。獨立學院的人才培養目標定位為應用復合型。公共選修課是高校實現培養寬口徑、厚基礎的應用復合型人才的重要且必須的課程結構模塊,是獨立學院因時制宜地因材施教、實現人才培養目標的必不可少的環節[1]。且公共選修課作為高校教學體系的重要組成部分,在優化學生的知識結構,拓寬學生的知識面,增強學生各個方面的適應能力,培養學生的學習興趣,體現因材施教原則,提高學生的文化品位、審美情趣、人文素養和科學素質等方面發揮著重要作用,公共選修課的開設,使學生可以不拘于專業和年級的限制,自主選擇自己喜歡的課程和主講教師,這一方面為開闊學生視野、豐富學生知識素養創造了條件,另一方面也有利于提高授課教師、尤其是青年教師的教學能力和水平[2]。

隨著現代社會科技的不斷發展,化學這一古老而又現代的科學越來越受到人們的重視,并滲透到了環境保護、新材料、醫療衛生等各個領域。對于現代社會來說,離開化學科學是不可想象的。但是,相對于化學在現代社會中的重要作用,化學知識的普及遠遠的落后了[3]。相反,由于各種傳播媒體無意或有意的宣傳,在大眾的心中,化學卻越來越多的與一些負面影響相聯系,例如環境污染、能源消耗等等。固然,化學作為一門傳統科學,必須正視這些已經存在并不斷發展的問題。但同時我們也必須認識到科學發展是人類社會進步的必由之道,只有通過科學的發展我們才能消除經濟發展所帶來的一些負面影響。因此,我們有必要開設這樣一門課程,向大學生普及化學知識,使其全面客觀的認識化學對人類文明和社會發展不可替代的作用,以及如何通過化學科學的進步來解決人類目前所面臨的種種問題,隨著我國獨立學院數量的增加,獨立學院亦如此。通過《化學與社會》這門課程的學習能“大大開闊視野,豐富生活情趣,充分認識化學與人人有關,衣食住用樣樣離不開化學,生活中處處有化學,時時為化學提供實用的機會。同時本課程的學習對提高人的素質,改善生活質量,增強人體健康、保護生態環境,推動社會的進步也大有幫助。本課程的特征是知識性、科學性、實用性、新穎性的統一。

二、《化學與社會》公共選修課的主要內容

公共選修課《化學與社會》開設對象是全校性不分專業不分年級的三類本科大學生,考慮到三類本科學生的特點,內容的安排要以必需和夠用為度,不求理論的系統性。課程內容不宜涉及到過于專業的化學知識,而應結合學校整體教學規劃和選課學生的專業特點擬訂合適的教學內容。在課程內容的選擇上,筆者力求與社會發展同步,不斷補充最新最前沿的科技成果,重點講述有關化學發展和應用現狀及存在的問題,而不再遵循以往教科書按章節進行教學,筆者按照化學與社會的關系,在有限的教學時間內,將課程分為5個部分,分別講述了化學與能源、環境、日常生活、材料、計算機科學的關系。課程所涉及對象從全球變暖、資源消耗和環境污染等大的方面,到空氣、食品、能源等日常生活中賴以生存的用品,以具體而有趣的實例討論化學在社會中所起到的關鍵作用。通過本課程的學習,學生普遍反映良好,在擴大了學生知識面的同時還增加了許多日常生活經驗常識,尤為重要的是為非化學專業的同學打開了一扇了解化學世界的窗口[4]。

三、如何針對學生特點提高《化學與社會》公共選修課的教學效果

1.設置具有科學性、趣味性、新穎性、先進性和適用性的課程內容

為三本學生講化學,重要的是要引起他們對化學的興趣,并讓他們真正學到有關的化學實際應用的知識,同時要注意到其在中學時的化學基礎。所以講授的基點不是放在大量的化學分子式、化學反應式、化學原理上,而是從化學角度來討論一些社會問題,更多的是大量素材的歸納和實際應用知識,讓學生“認識”化學,理解化學和我們日常生活、國家經濟建設、保護環境、增強人民體質的關系等。所以,設置具有科學性、趣味性、新穎性、先進性和適用性的課程內容是提高教學效果的首要途徑。例如:(1)我們在講化學能源部分,首先從最近的油價上漲開始,向學生介紹了人類利用能源的歷史,尤其是煤炭、石油等傳統能源開采利用的歷史;然后介紹了世界當前能源危機產生的原因以及化學在緩解這一危機中所做的努力,其中不但講解了電池的發明和應用,還包括了最新的生物柴油技術和擴展的燃料電池技術,以及混合動力汽車、氫燃料電池、太陽能電池等最新的科研成果;最后對未來的能源開發進行了展望,其中更詳細探究了核能與礦物能之間的比較,并引入了2008年北京奧運的氫能源汽車。(2)在講化學材料時,我們講到了“神七”太空漫步時穿的太空服的特殊化學合成耐高溫材料芳綸1313。(3)在講化學與日常生活時,在講述“化學元素周期表"的基礎上,介紹元素在生物體中的含量、微量元素的主要功能;然后討論微量元素與人體健康的關系,著重介紹微量元素與某些地方病如克山病、甲狀腺腫、氟中毒營養飲食與鍵康的關系,并結合有關當前學生營養、體質狀況的調查材料以及飲食與某些地方病的關系,引導學生要正確樹立平衡營養觀念;就學生所關心的問題介紹了皮膚的結構、護膚品中常用原料的化學成分、護膚品中有毒成分以及防曬的基本知識;結合日常生活講解了日用洗滌劑的種類、去污原理,引導學生正確認識洗滌劑與環境、人類健康的關系;同時還講了“三鹿奶粉”事件中添加的三聚氰胺的化學檢測法,西安市場出現的硫磺生姜事件中硫磺生姜的危害與辨別以及硫磺熏制食品時發生的一系列化學變化等。

2.利用不同課程教學形式來提高教學效果

開設化學與社會選修課,其目的是擴大學生的知識面、增加學生的知識積累,培養學生的能力。為使學生能更好地利用已有的化學知識,對當前社會的焦點問題有更清楚的了解,化學與社會選修課在教學形式上要體現靈活性:

第一,以專題講座為主,采用多媒體系統進行教學,俗話說“百聞不如一見”,口頭和書面表達的再好也不及多媒體對信息傳遞的直觀和有效。對于《化學與社會》這種公共選修課程來說,多媒體的合理使用能起到事半功倍的效果。為此,筆者準備了內容豐富的多媒體課件,大量的圖片和圖表使得學生理解更為便捷。此外,筆者還根據課程的安排精選了多部科教影片,在課程講解完成后播放,學生看完后進行分組討論,通過這種方式進一步加深了學生對于課程的理解,從而增加知識的容量;

第二,擺脫傳統習題模式,布置思考題,引導學生去發現化學在理論和實踐方面的作用與價值,培養學生分析與判斷能力;

第三,鼓勵學生將自己感興趣的選題制作成PPT(PowerPoint)演示文稿,在班上作口頭交流,這種方式特別受到學生歡迎,極大地激發了他們的學習熱情和創造性。

3.加強學生的環保意識和社會責任感的培養

科學的發展是一柄雙刃劍,在帶給人們便利的同時也在不斷影響著周圍的環境,對于化學來說這一點尤為明顯。不可否認近現代的化工工業的飛速發展對于環境的傷害是巨大的。保護環境人人有責。大學生在畢業后將成為社會生產建設的主力軍,增加他們在環保方面的知識素養,對于提高全社會的環保意識有著重要作用。因此在本課程的教學中,應不斷強化學生的環保意識。為此,課程中專門安排了“化學與環境”一節,從環境污染的源頭、現狀、后果以及目前的應對辦法進行全面而細致的介紹;除此之外,在其它內容的授課中,也需要不斷滲透環保方面的知識。

四、結論與建議

化學科學是現代社會科技發展的核心學科,掌握一定的化學知識對于促進大學生知識結構的全面健康發展有著重要的作用,也有利于提高大學生的環保意識和社會責任感。公共選修課《化學與社會》較全面的介紹化學科學的發展現狀與應用情況,內容豐富且淺顯易懂,適合全校性文理科學生擴大知識面,對學生具有長遠的現實意義,因此獨立學院應該努力提高各類人員對《化學與社會》的認識,建議有條件的獨立學院盡可能開設《化學與社會》公共選修課。

參考文獻

[1]陳媛媛.提高獨立學院公共選修課質量的思考[J].成都大學學報(教育科學版),2008,22(7):37-38,42.

[2]郭娟.關于高校公共選修課建設與管理的思考[J].中國電力教育,6(2009):39-40.

[3]闞春.公共選修課化學與社會的教學初探[J].科技信息.

新型化學材料論文范文第2篇

關鍵字 隧洞；挖掘機；措施

中圖分類號 U45 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）106-0108-02

隨著科技的發展，隧洞工程應用于各個領域當中，而TBM（巖石掘進機）目前已廣泛應用于隧洞工程當中，TBM作為一種新型的隧洞開挖方式，具有經濟、快捷、安全的優點。在應用中的過程中也體現出了一些缺點，其中體現最為明顯的是TBM對所開隧洞的地質條件要氣較高，所以在施工中會有塌方、隧洞變形、卡機、TBM下沉之類的問題出現，其中最常出現的問題就是卡機問題，下面就針對TBM卡機事故進行分析并給出一些處理的措施。

1 TBM卡機事故現象

在深埋長輸水隧洞工程中，經常出現的TBM卡機事故通常有以下幾種現象：

第一，卡刀盤，在隧洞的挖掘過程中國掌子面圍巖被破碎之后無法自穩而出現坍塌、進而被破碎的大連石塊、石碴就會夾雜著泥水而涌入TBM的刀盤內，這時設備皮帶機的出碴量就會突然增加，刀盤扭矩和電機電流急劇上升，最終導致刀盤無法轉動，皮帶機無法運轉。

第二，卡前盾，在隧洞施工的過程中圍巖會發生非常大的變形，此時圍巖發生破碎的應力就會作用在盾殼上，二者之間就會有摩擦力產生，這個摩擦力往往會比主推進油缸的最大推力要大，所以掘進機就會停止前進，前盾卡在一個位置，在最嚴重的時候，前盾和外伸縮盾之間的連接螺栓都會出現斷裂。

第三，卡支撐盾，同卡前盾的原因相同，也是由于施工的過程中圍巖會發生非常大的變形之后擠壓支撐盾，掘進機在進行換步的時候，推油缸的壓就會不斷的增大，如果這個壓力達到了700bar（可以承受的最大極限值），此時支撐盾就無法實現向前移動和換步。這中卡機事故是在深埋長輸水隧洞施工的過程中最常見的。

第四，卡尾盾，在隧洞施工的工程中圍巖會不斷受到地應力的作用，久而久之由于持續的收斂就會產生變形，使尾盾產生擠壓而向內收縮，管片同尾盾是緊挨在一起的，連管片的楔形塊都無法進行安裝。如果圍巖的收斂速度越來越快，管片同圍巖就會對尾盾一起進行擠壓，這個擠壓的力量會將尾盾夾住，最后支撐盾在執行換步時輔推油缸的壓力就會達到極限而沒有辦法向前移動，如果在這樣的狀況下，繼續對尾盾進行擠壓尾盾同支撐盾之間連接的螺栓就會被拉斷，出現尾盾同支撐盾脫離的現象。

2 產生TBM卡機事故的原因

第一，地質原因，在深埋長輸水隧洞進行施工的過程中，通常都會發現實際的地質狀況同預期的狀況會有一定的區別，同時還會有斷層區的出現，在斷層帶的位置會呈現出非常明顯的條帶狀負地形，這些條帶狀負地形多數的斷層與洞線之間的交角都是比較小的，甚至是接近180度，而且斷層的性質是呈明顯的張性正斷層，也就是說破碎帶相對較寬。一部分的隧洞在斷層的影響帶內，使得隧洞的挖掘更加困難。同時隧洞的總體走向同斷裂方向和區域巖層走向差不多是一致的，這給隧洞的穩定性帶來了非常大的影響。

第二，地下水的原因，在深埋長輸水隧洞的地下水大部分是屬于基巖裂隙的富水區，有一少部分是屬于基巖裂隙的貧水區，地質的巖性以及構造對于地下水的影響是非常大的，巖體接觸帶以及張性結構面發育地帶為地下水的出水點集中位置。地下水可以分成主要的三種類型，分別是構造裂隙水、節理裂隙水和巖體接觸帶裂隙水。有一些夾層中的物質遇到水容易發生溶解，還有一些夾層泥的結構非常緊密，遇到地下水會膨脹，如果水壓非常大就會形成突泥。在TBM開挖上述的幾種地質洞段的時候，圍巖的穩定性就會降低很多，如果導致塌方那么刀盤就會卡在圍巖當中，沒有辦法掘進，而且由于巖體受地下水的影響而產生變形，圍巖會將護盾“抱死”，而出現卡機的現象。

第三，TBM設備本身的問題，該工程所采用的掘進機在設計本身上有幾個缺陷，首先挖掘機的護盾后面的作業工間相對過小，這就使得超前支護在施工方面有一定的困難，而且支護在范圍上無法滿足施工方對于整個工程的要求；其次就是從同頂護盾連接的形護盾上來看，它的長度是2.4m，同頂護盾的連接橋梁是螺栓，結構是一懸臂梁在剛度上無法滿足施工的需求，如果隧洞內之事體積較小的巖塊塌落可以起到一些作用，如果發生的是體積較大的塌方塊體，就會出現整體下沉的現象。這時塌塊就會將整個刀盤、指形護盾、頂護盾及設備的工作平臺都掩埋起來，從而形成卡機。

3 TBM卡機處理措施

方案一，當有卡機的現象出現后，第一時間將聚氨酯的化學材料從盾尾頂部的天窗向護盾和刀盤的上方進行灌漿，這樣就可以使圍巖穩定，避免塌方更加嚴重，圍巖穩定之后再對支撐盾以及尾盾灌漿，以達到固結巖體的目的。之后經由頂部的天窗以及設備的側窗，通過打風鎬擴挖這種方式來進行人工的鑿渣，這樣做的目的是使護盾的外壁和圍巖之間有空隙，否則機器會被重物壓壞的。完成鑿掏渣之后要對輔助液壓缸的推力適當的提高，如果液壓缸的推力滿足不了挖掘機施工的需求，就直接用高壓換步乃至超高壓換步，這樣可以使TBM通過破碎的圍巖地段非常快速。但是在這里需要注意的是要很好的控制超高壓換步的推力大小，如果控制不好有會壓爆管片的危險，造成非常嚴重的后果。

方案二，對圍巖完成化學及水泥漿液加固之后，要第一時間在護盾的左右兩端挖減壓支洞，目的是釋放來自圍巖的壓力，這樣TBM就可以盡快的運轉起快速通過。在這里需要注意的是，如果是在高地應力區，那么對卡機擴挖就必須要考慮不能直接順向開完，要采用環向均勻開挖的方式，這樣可以使受力均勻。如果所挖隧洞的地質條件極端的惡劣，那么就只能先開一個小的導洞然后再進行擴挖，之后在對工程進行大規模的處理。也可以利用右側的割口先挖一條到掌子面的通道，挖好之后從左邊向拱部到右邊進行支護挖掘，盾殼上部的絕大部分通過人工擴挖的方式，同時在下部要對盾殼和巖壁之間滲入機油，這樣可以減少摩擦阻力，最后采用單護盾的模式掘進擺脫。

4結論

TMB卡機事故無論是對施工進度還是成洞的質量都會產生嚴重的影響，如果不采用適當的處理方法，沒有及時解困，挖掘機的機身長期受力，一定會變形和受損，這樣不僅會給施工方帶來重大的經濟損失，同時對后續的工作增加了很多的困難。為此，本文針對TMB卡機事故做出了分析，給出了一些處理措施，希望可以對深埋長輸水隧洞工程有一些幫助。

參考文獻

新型化學材料論文范文第3篇

從海馬尾巴而來的靈感

加利福尼亞大學圣地亞哥分校的工程師們發現，海馬的尾巴可以壓縮至一半大小來預防因遭受傷害而帶來的永久性損傷。海馬尾巴的特有柔韌性得益于它的構造——由骨、骨板構成，它們相互錯開。研究人員希望使用類似的結構來創建一種具有柔韌性的由聚合肌肉組成的機械臂。這種機械臂可用于醫療救治、水下探測和無人拆彈項目。

“這一天然材料的研究可以衍生出一系列新型獨一的材料和結構，這種來自大自然的靈感更強，更牢固，更輕也更靈活。”麥基特里克教授如此說道。

麥基特里克和梅耶斯通過測試多種動物的外殼來尋找生物靈感，包括犰狳、短吻鱷和各種魚的鱗片。這次，他們專門尋找那種韌性十足的動物來開發機械手臂。

圣地亞哥分校雅各布學院的材料學博士生波特爾說：“尾巴是海馬的生命線，因為它可以讓其身體固定在珊瑚或是海藻中來躲避捕食者。但沒人把海馬的尾巴和骨頭看做是護甲的靈感來源。”

大部分海馬的天敵，包括海龜、蟹和鳥類，通過碾壓制服海馬。工程師們希望看到尾巴中的骨板是否可以起到護甲的保護作用。研究人員發現，海馬的尾巴可以壓縮至一半大小來預防因遭受傷害而帶來的永久性損傷。這是由于尾部的骨板和尾部肌肉間的結締組織在移位過程中承擔了大部分的負載。甚至當尾巴被壓縮達60%的程度時，海馬的脊柱仍舊受到保護。

麥基特里克和梅耶斯的研究團隊使用一種獨特的技術，應用一系列化學材料來去除海馬尾巴的蛋白質和礦物成分，以便更好地研究其結構和性質。他們發現骨板中的礦物質成分相對較低，只有40%，而牛骨中的礦物質含量有65%。骨板中還含有27%的有機化合物（主要是蛋白質）和33%的水。骨板的硬度是變化的，脊的部分是硬度最高的，因為會影響保護的力度，比骨板溝的部分堅硬40%（溝的部分多孔以吸收沖擊力）。

海馬的尾巴通常由36塊類方段組成，每一段由4個L型骨塊拼成，這些骨塊沿著尾巴往下逐漸縮小。骨板可以自由滑動和旋轉。滑動關節允許骨板間的來回滑動。旋轉關節與球窩關節類似，有3個旋轉自由度。這些骨板通過締結組織膠原層連接到脊椎。骨板之間的關節和椎骨十分靈活，有將近6個自由度。

接下來就是要使用3D成像制造出人造的骨板，這將會與聚合物組合起到肌肉的作用。最后的任務就是造出一個機械手臂，這種機械臂將是獨特的兼具硬度與韌性的混合機械設備。一個柔韌且強壯的機械臂可以被用于醫療救治、水下勘探以及無人拆彈。這種具保護性和柔韌性為一體的機械臂也能夠握住各種不同形狀大小的物體。

俞炯/編譯

內容來源：science daily網站

醫學

納米醫學，給分子一張“通行證”

當今，納米技術領域一個備受歡迎的目標是：用微粒作為容器來定向輸送藥物，尤其是送往腫瘤。但是，免疫系統中被稱為巨噬細胞的“哨兵”很快就會發現外來的入侵物，并將其吞沒。現在，賓夕法尼亞州的一組研究人員發現了一個方法：賦予微粒一個分子“通行證”，使這些微粒能夠在老鼠體內繞過巨噬細胞，將藥物送往腫瘤并幫助摧毀腫瘤。這個試驗的成功有望使研究人員找到一個提高藥效的新途徑。

作為免疫系統的主要衛士之一，巨噬細胞任務就是：通過辨認，把那些不屬于身體一部分的目標清除掉。所有的人類細胞在外部包膜上都含有一種叫做CD47的蛋白質。五年前，賓夕法尼亞大學的細胞生物學家丹尼斯·迪斯徹爾領導的一個研究小組報道說：在人類細胞中，CD47跟巨噬細胞上一種被稱為SIRPα的受體蛋白是結合在一起的。這種結合使巨噬細胞認識到，含有CD47的細胞是朋友而不是敵人，不應將其吃掉。

迪斯徹爾想知道，能否利用CD47的復本作為一種分子通行證，來幫助治療性納米顆粒繞過免疫系統。不久前，迪斯徹爾及同事在《科學》雜志在線版上描述了他們當前的研究：他們復制了CD47蛋白中被稱為肽的短片段，并使肽吸附在納米顆粒上，這些納米顆粒就是用來輸送顯像劑或抗癌化合物到腫瘤的。這個策略正像所期望的那樣，很奏效。在經生物工程設計的老鼠中，它們的巨噬細胞能夠模仿人類巨噬細胞，表達人類的SIRPα蛋白，帶有CD47肽通行證的納米顆粒逗留在巨噬細胞周圍，而不是被吞沒。研究小組將含有通行證和沒有通行證的納米顆粒同時注射，35分鐘之后，含有CD47肽的納米顆粒在老鼠血液中的含量是不含CD47肽納米顆粒的4倍。

在一項單獨的研究中，迪斯徹爾及同事對他們的方法進行了測試，看看是否能夠提高給藥的效果。他們在納米顆粒里裝上抗癌藥物紫杉醇，并利用肽通行證和用以吸附在腫瘤細胞表面蛋白的抗體來裝飾顆粒表面。帶有通行證的定向顆粒在一天之內將腫瘤縮小了25%，而只有抗體沒有肽通行證的納米顆粒對腫瘤的大小沒有任何影響。

迪斯徹爾表示，他的小組已經在研究其他腫瘤了。而且他還說：他的實驗室里尚未發表的成果表明，在基因療法中，將這種分子通行證添加到輸送基因的病毒上，同樣有助于逃避免疫系統的檢測。然而，必須證明這一點：這種新型分子通行證在人類身上仍然有效。但是，在人類身上進行試驗總是具有挑戰性的。如果在人類身上能夠行得通，那么這些分子通行證可能會使已經處于臨床試驗階段的納米醫學達到更加理想的效果。

胡德良/編譯

內容來源：美國《科學》雜志網站

環境科學

云越亮，天越涼？

近日，曼徹斯特大學的科學家在《自然地球科學》雜志撰文稱，自然排放物和人類制造的污染物都能使云變得更加明亮，從而對地球氣候產生意想不到的降溫效果。

云是由水滴和空氣中的微小顆粒凝結而成的。當空氣達到了一定的濕度時，這些顆粒就會膨脹，從而形成云滴。數十年來，人們知道這些顆粒的數量和大小決定了云層上端的亮度，并控制著云將太陽光反射進入太空的反照率。

這些微小的顆粒可能是自然產生的（例如海浪飛沫或塵土），也可能是人類活動產生的污染物（來自汽車尾氣或工業活動）。這些顆粒通常含有大量的有機物，而且極不穩定，所以在溫暖的條件下會以氣體的形式存在。

研究人員發現，當來自污染或生物大氣層的揮發性有機化合物蒸發并散發出特有的香味時，例如森林中的松香味，這種影響會在大氣中產生反作用。但在云形成的潮濕、微冷條件下，這些分子更傾向于呈現出液態，形成更大的顆粒。這些顆粒便是形成云滴的種子。

“我們發現，那些由森林中的釋放物或汽車尾氣構成的有機化合物會影響云中水滴的含量，從而影響其亮度，進而對氣候產生影響。”研究報告作者、來自曼徹斯特大學地球、大氣及環境學院的戈登·麥克菲岡斯教授說。

麥克菲岡斯說：“云滴越多，反射進來的太陽光就越多，云也因此會更加明亮。我們把云的明亮度對氣候產生的影響進行了推算，發現云種子效能的增強對全球氣候產生了降溫效應。”

許林玉/編譯

內容來源：science daily網站

機器人學

勝過好眼睛

當機器人僅依靠計算機視覺時，它只能勉強搜索周邊的目標。卡耐基-梅隆大學機器人研究所的一名研究人員稱，通過利用所有提供給它的信息，例如目標的位置、大小、形狀、能否被移動，機器人能通過對目標的不斷探索來逐步改善對目標的理解與認知。

卡內基梅隆大學的研究人員建立了目標物體數字模型以及圖像，然后將這些數據導入機器人管家（HERB）的記憶卡中，因此，機器人能夠識別出所需要進行處理的對象。實際上，所有機器人方面的專家為了讓他們的機器人能識別物體所做的操作都是類似的。隨著機器人終生物體探索計劃的進行，現在機器人可以自行探索目標物體。隨著投入更多的時間累積更多的經驗，一套名為HerbDisc的視覺系統將逐漸完善物體模型，并開始把注意力集中在那些與它的目標“幫助人類完成日常生活中的任務”最相關的事情上。

“機器人搜索物體的能力有時候甚至讓研究人員感到驚訝。”私人機器人實驗室負責人、機器人學副教授悉達多·斯里尼瓦莎感嘆，那里正是HERB所誕生的地方。在一個案例中，一些學生傍晚離開實驗室前把就餐時剩下的菠蘿和一袋面包遺留在了實驗室，當他們第二天一早回來的時候，發現機器人，管家已經建立好菠蘿和面包的數字模型并且已經演算出如何將它們拿起來。

一旦機器人的工作領域從家中拓展到工作中，那么這些機器人就必須能夠理解成百上千種常見物品的用途，這是非常重要的。斯里尼瓦莎說：“對于計算機視覺研究人員來說，目標識別一直是一個具有挑戰性的研究領域。在嘈雜的環境中僅僅通過圖像來識別物體是相當困難的。”但是，人類在探索一個物體時不僅僅依靠視覺，嬰兒會按壓橡皮鴨，拿它擊打浴缸，將它浸入水中甚至把它塞進自己嘴里。機器人也一樣，它有很多關于自己所處環境的領域知識并能夠以此來搜索目標。

研究人員說，機器人管家的體感周邊外設傳感器的深度測量是非常重要的，提供三維形狀數據能夠使機器人對家居用品高度識別。機器人管家的另一個領域知識是位置，它會觀察是否有東西在桌子上、地板上或者柜子里。機器人能判別一個潛在目標是否能夠自己移動或者能不能被移動，還能夠記錄下某物是否會在特定時間出現在特定位置并且會用手臂去嘗試能否將物體舉起來。這些都是對象性測試的數據基礎。

機器人管家第一次看視頻的時候，它會以為這些都是物品。但隨著其他傳感器的協作，它會更清楚地辨別什么是目標，什么不是。研究團隊發現，通過視頻輸入來添加領域知識，輸入目標的速度能提高兩倍，因此機器人管家的搜索與處理時間能夠縮短。

機器人管家對于目標的定義是：某個它能夠舉起來的物體。它的目標功能是一種輔助人類的裝置，例如幫人取東西或者微波加熱食物。然而，由于能力和情況的轉換，機器人管家還有很多方面需要提高。例如，機器人管家現在還不能拿起一張紙，所以它會忽略紙片。一旦它的手能操縱紙，它將學會識別紙張作為目標。機器人管家和其他機器人可以利用互聯網來創造對于目標更豐富的理解。 熙/編譯

內容來源：

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古生物學

新疆發現新型肉食恐龍化石

喬治·華盛頓大學哥倫比亞藝術與科學學院的生物學教授詹姆斯·克拉克和他的博士生約納·喬因奈爾，在中國新疆境內的一處偏遠地點發現了一種新型獸腳亞目類肉食恐龍化石。

在近期《系統古生物學》期刊上發表的研究報告中，克拉克和喬因奈爾對復原恐龍化石的顱骨、下頜骨以及收集部分骨架進行研究的過程做了詳細敘述。這種新型恐龍體長僅1米左右，體重約1.36公斤。

克拉克博士指出，最初挖掘時只有恐龍的腿骨露出在巖石表層，而后驚喜地發現巖石中還保存著其顱骨。研究組將這種恐龍命名為“趙氏敖閏龍”，名字取義于中國著名的傳奇故事《西游記》里西海龍王的名字敖閏。經研究分析，喬因奈爾表示：“我們能在顯微鏡下細致觀察到敖閏龍的骨骼，研究結果表明它在溪岸邊死亡時，還不足一歲”。被挖掘和收集到的恐龍化石很小，并非意味著敖閏龍是小型恐龍物種，只是它死亡時還非常年幼，屬于尚處嬰兒時期的恐龍化石。

據悉，敖閏龍生活在1.61億年前的晚侏羅紀時期。從其多個細小的牙齒來看，敖閏龍很可能是以捕食蜥蜴、小型哺乳動物近親和鱷魚為食的。這是迄今為止，克拉克博士與中科院研究員徐星共同領銜的研究團隊，第五次在新疆五彩灣發現新型獸腳亞目肉食恐龍。

趙今瑄/編譯

內容來源：science daily網站

醫學

雙親藥酒成癮，孩子易變抑郁

根據多倫多大學的一項最新研究表明：經常酗酒和濫用藥物的雙親，其孩子在成年階段與其他同齡人相比更容易抑郁。此項課題的第一作者埃斯米·湯姆森教授和來自多倫多大學社會工作系和家庭與社區醫學系的榮譽教授桑德拉·羅特曼指出：“我們的研究結果強調了酒精和藥物的上癮對兩代人之間的代際關系所造成的后果，以及加強制定干預措施以支持兒童健康發展的重要性。”

有關于此項研究的論文被公開發表在《精神病學研究》期刊上。研究者們將來自于2005年加拿大社區健康調查中的6268名成年人的相關數據作為具有代表性的樣本進行研究，試圖找出這些成年人的抑郁狀況和他們的雙親對酒精和藥物成癮之間的關系。在這些樣本中，有312人在調查進行前的一年內有過嚴重的抑郁發作；877人在他們未成年之前，家庭中的雙親至少有一人存在酗酒和濫用藥物的現象，并經常因此造成一些家庭問題。

湯姆森教授指出，研究結果表明了雙親有酗酒和濫用藥物嗜好的個體們與他們的同齡人相比，更容易陷入抑郁的“泥潭”。在調整了年齡、性別和種族等因素所帶來的誤差后，父母存在酗酒和濫用藥物的個體成年后情緒抑郁的幾率比常人高出2倍以上。湯姆森教授還解釋道，即使調整了以下的因素后，這些因素涉及的范圍從童年遭受虐待和雙親失業到包括吸煙和飲酒等成人健康行為，我們仍能發現雙親對酒精和藥物成癮與他們的孩子成年后情緒抑郁之間存在高達69%的關聯。

沉溺于酒精和藥物中的父母應對生活中壓力和挫折的反應總是一成不變的，他們只會通過酒精和藥物來尋求幫助。這有可能影響到他們孩子們的一生，永久改變孩子們自身應對生活中壓力的反應。我們未來研究的一條重要途徑是探討人體自身影響皮質醇產生的潛在功能障礙，一種為我們“戰斗還是逃跑”做準備的荷爾蒙，它能影響抑郁癥的后期發展。

作為重要的第一步，在家中受到那些有害壓力摧殘的孩子們完全可以得到其他成年人所帶來的幫助，這些成年人包括祖父母、老師、教練、鄰居和社工。盡管未來還需要更多的研究工作來確定一個有責任心和愛心的成年人是否能夠接近并幫助那些直接暴露在對酒精和藥物成癮的父母影響下的孩子們，降低這些孩子們成年后受困于抑郁情緒的幾率，但是我們相信，這些能夠轉遞“正能量”的關愛可以促進孩子們的健康發展以及緩解他們的壓力。

韓俊杰/編譯

內容來源：加拿大多倫多大學官網

航空航天學

載人火星任務面臨高輻射風險

“好奇號”火星車的主要任務是探測火星是否能支持生命的繁衍；同時，這個流浪者也收集適用于人類生存的數據。“好奇號”在其歷時253天、3.5億英里飛抵火星的旅程中，記錄了其間的輻射情況。根據最新公布的調查結果顯示，宇航員在一次火星之旅后受到的輻射量將會很大，約占其終身可承受輻射總量的三分之二。

脫離地球大氣和磁場的保護，宇航員們必須對抗兩類有害輻射：宇宙中幾乎無所不在的銀河系宇宙射線，以及因太陽活動產生的高能太陽粒子。前者呈現出持續不斷低劑量的特點，且粒子流能量大，穿透力強；后者突發性強，穿透力相對弱。

借助“好奇號”，天文學家有了研究宇航員接受輻射量的可靠方法。以前的測量數據源于未屏蔽的測量設備，但是，“好奇號”的數據測量首先是在屏蔽的飛船中進行的，且這一測量環境近似于載人火星任務的住宿艙。好奇號的輻射評估探測器（簡稱RAD）探測到每天來自宇宙的輻射量約為1.8毫希沃特。

根據最近的評估數據，假設單程歷時180天，宇航員一趟載人火星之旅受到的輻射總量為622毫希沃特。這個數字看似不大，但主流觀點認為，宇航員整個職業生涯承受輻射量的上限為1希沃特（等于1000毫希沃特），這會使宇航員因接觸輻射而誘發癌癥的死亡率提升了3%。

因此，往返火星一個來回，僅在路程上受到的輻射已占了宇航員可承受上限的大部分。火星表面的作業或在宇宙中進行火星任務會增加更多輻射。但是，如此大劑量的輻射無法阻撓火星任務的推進，它們僅僅是火星征程中眾多困難的冰山一角而已。