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第11版:深读周刊·新知

奇妙科技

年轻人或比老人更孤独

人们可能以为上了年纪容易感到孤独,而英国一项研究结果显示实际情况并非如此,孤独感反而会随年龄增加而减轻。

由埃克塞特大学、曼彻斯特大学、布鲁内尔大学联合开展的这项研究分析了英国广播公司2018年开展的“孤独实验”数据。

来自237个国家和地区的46054人在实验中在线回答4个与孤独感相关的问题:你觉得缺少伙伴吗?你是否觉得被冷落?你是否觉得被别人孤立?你与周围的人合得来吗?这些人年龄从16岁到99岁不等。

英国《泰晤士报》援引研究结果报道,孤独感随着年龄增加而减轻。

研究人员之一、埃克塞特大学教授曼努埃拉·巴雷托说:“与人们认为的相反,孤独感不是老年人独有烦恼。事实上,年轻人孤独感更强烈。”

巴雷托认为,这是因为孤独感来自人对社会联系的预期没有得到满足,而年轻人对社会联系的预期高于老人。不过,他承认研究有一定局限,因为研究对象是自愿参加,这意味着参加者只是那些愿意表达孤独感的人。

我国学者研制出

新款“超级材料”

密度仅为钢的六分之一,轻盈但强度、韧性超过传统陶瓷与合金,可承受从零下120摄氏度到零上150摄氏度的极端温度,且“吸能”耐撞,这是中国科学技术大学俞书宏院士团队研制的一种综合性能强劲的“超级材料”,在汽车、航空航天等领域具有应用前景,并有望替代工程塑料减少污染。

纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然生物质材料,在树木、水稻、小麦、棉花中都大量存在。少有人知的是,纤维素在微观层面性能强大,直径小于头发丝万分之一的纳米纤维素,强度超过钢铁。但是,纤维素组成的宏观材料却变得“柔弱”。因此,在宏观层面再现纤维素的强大性能,成为国际材料科研的重大挑战。

近期,俞书宏团队运用创新工艺,在国际上首次将纳米纤维素加工成一种新材料。经检验,其密度仅为钢的六分之一、航空铝合金的一半,轻盈得多,却“更强更韧”。

据介绍,这种新材料的尺度稳定性极高,热膨胀系数接近陶瓷。在零下120摄氏度到零上150摄氏度范围内,当温度改变100摄氏度,其尺寸变化不到万分之五。它还很“耐撞”,受到时速100公里的撞击,能瞬时将巨大的能量吸收耗散。受穿刺冲击时只有局部损伤,没有形变和裂纹,明显优于陶瓷、塑料和铝合金。

研究人员发现,新材料的超强性能来自独特的复合结构,在纳米尺度下是一种三维网络结构,在更大的微米级层面则是一种“层叠”结构。

“量脸定制”护目镜

解决佩戴舒适性问题

浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室周昆教授团队日前研制出一款“量脸定制”的护目镜。该护目镜通过三维测量佩戴者的脸部形状生成个性化定制,并用3D打印技术完成生产,可解决护目镜长时间佩戴的舒适性问题。

据周昆介绍,护目镜在使用中存在不少弊端,例如尺寸单一,依靠强力勒紧系带进行脸部形状适配,长时间佩戴易造成脸部压疮,存在破口感染风险等。

该研究团队通过手机或平板设备三维扫描构建出“人脸数字地图”。这张地图集成了和人脸相关的各项数据,能够让计算机全面掌握佩戴者的面部特征,如眼珠、眼眶、鼻子等关键部位的位置与形状,为后续护目镜自动设计奠定基础。

周昆介绍,目前这项研究成果已在杭州两家医院开展了临床应用测试。这一技术在未来还有望应用于运动眼镜、虚拟现实和增强现实头戴设备等。

天津大学成功研发

“全天候”自愈合材料

从天津大学了解到,日前,该校张雷、杨静团队成功研发出“全天候”自愈合材料。该材料能在严寒、深海和强酸碱等极限条件下快速自愈合,有望成为机器人、深海探测器和极端条件下各类高科技设备的“超级电子皮肤”,性能达到国际领先水平。

自愈合材料采用先进的超分子技术合成。顾名思义,这类材料可以不借助外界能源,模仿人类皮肤组织进行自我修复,从而显著提高材料的使用寿命和安全性,因此在电子皮肤、海洋涂料、生物医药等领域具有广阔应用前景。

长期以来,现有的自愈合材料一直在极地严寒、深海水下、强酸强碱等条件下表现不佳,如何在极端环境下快速自我修复成为自愈合材料难以逾越的技术瓶颈。天津大学张雷、杨静团队利用不同性质的亲水基团与双硫基团,成功合成了可在多种极端条件下快速自愈合的弹性体材料。

团队充分利用了不同动态键的协同相互作用,使材料在不借助任何外界能源的条件下,能够同时实现高弹性、高拉伸性和快速修复损伤的功能。根据实验结果显示,这种新型自愈合材料在室温下可实现10分钟内快速愈合,愈合后可承受超过自身重量500倍的重物。

“这种新型自愈合材料对海洋工程、极地、高空、工业废水处理等极端环境作业具有重要意义。”张雷教授介绍,下一步他们计划将材料应用于电子皮肤传感器,让极限环境下的机器人能够感知体表的压力、水流、温度等,为先进电子设备打造真正的“智能皮肤”。

(本组稿件/河北日报记者王璐丹综合新华社电)

2020-06-04 1 1 河北日报 content_39753.html 1 奇妙科技 /enpproperty-->