每天知道亿点点--第一期

1. 如何从雨滴中收集能量？

💧 雨滴从空中落下时，可以产生少量能量，这种能量可以被收集并转化为电能。近年来，研究人员提出了多种装置来收集这种分散的水力发电资源。

最新发明之一：超疏水磁电发电机（MSMEG）

这种装置由 5 个主要部分组成：

1. 超疏水磁性材料薄膜（SMMF）

2. 线圈

3. 钕铁硼磁体（NdFeB magnet）

4. 丙烯酸外壳

5. 可扩展的聚苯乙烯（EPS）底座

🛠️ 根据科学家的研究，这种 MSMEG 装置可以在 200 秒内将 2.7 V/1 F 的商业电容器快速充电至 1.18 V，还能为各种电子设备（如 LED 灯和风扇）供电。这项研究的作者认为，MSMEG 可以为高效收集分散的雨滴能量提供一种有前景的策略。

⚙️ 尽管如此，也有一些观点认为，这类技术在大规模应用上仍存在困难，实际应用范围有限。

2. 今天有多少人生活在城市中？

🏙 根据不同的统计数据，目前全球约有 80 亿人，即 57% 的超过 46 亿人口生活在城市地区。

🌇 到 2050 年，这一比例预计将增加到 68%，届时城市人口将再增加 25 亿人。

📊 最城市化的地区包括：

• 北美（2018 年时有 82% 的人口生活在城市）

• 拉丁美洲和加勒比地区（81%）

• 欧洲（74%）

• 大洋洲（68%）

📈 根据联合国的一份报告，未来世界城市人口的增长将主要集中在少数几个国家。预计 印度、中国 和 尼日利亚 将占全球城市人口增长的 35%，分别增加 4.16 亿、2.55 亿 和 1.89 亿 城市居民。

🏙 目前，全球有 34 个城市人口超过 1,000 万。

🎉 每年 10 月 31 日 是由联合国设立的 世界城市日。

3. 植物生长所需的最低光照是多少？

🌿☀️ 根据一项新研究，植物可以在比我们之前认为的更低光照条件下生长。

✅ 研究人员将光传感器下沉至 北极水域的 50 米（164 英尺）深处，测试植物生命在极低光照条件下的生存能力。结果发现，微小的水生生物 微藻 能在极低光照下进行光合作用。

✅ 这些微藻可以在记录到的最低光照下进行光合作用，所需光照仅为 0.04 微摩尔光子。

✅ 这与计算机模拟预测的任何环境下可能达到的最低光照值（0.01 微摩尔光子）相差无几。

✅ 对比之下，晴天户外的典型光照强度在 1,500-2,000 微摩尔光子 之间，是这些微藻所需光照量的 37,000-50,000 倍。

🌱 这项研究表明，即使在极低光照环境下，某些植物仍然能够生存，为极端环境下的生命研究提供了新的见解。

4. 什么是 “全生物体”（Holobionts）？

根据现代科学家的研究，所有生物实际上都是 “全生物体”（holobionts），这意味着生命本质上是共创性的（sympoietic）。这也就是说，单一生物体实际上是一个由多个物种组成的综合体，而不是孤立存在的个体。全生物体这一术语指出，任何一个生物体都不仅仅是自身基因的产物，而是由宿主生物和多个共生生物（如细菌、真菌、原生生物和古生菌）共同构成的联合体。

哪些生物是全生物体？

几乎没有例外，动植物都是全生物体。它们是由多个物种协同合作而形成的复合体，这些物种共同作用以维持生物体的健康和正常功能。以下是一些典型的例子：

1. 人类在成年人的身体中，微生物（包括细菌、真菌、原生生物和古生菌）占了约一半的细胞数量。这些微生物在生理健康、发育和免疫系统中起着至关重要的作用。

1. 牛虽然牛是草食性动物，但它们自身的基因中并不含有能消化草的酶。牛消化纤维素的能力来自其瘤胃中生活的微生物，这些微生物生产纤维素酶来帮助分解草料。

1. 珊瑚珊瑚的生存依赖于其内部的藻类共生体，这些藻类通过光合作用为珊瑚提供大部分碳源。换句话说，珊瑚能够获取能量，很大程度上得益于其共生的藻类伙伴。

为什么 “全生物体” 概念重要？

这一概念揭示了生物体与其共生微生物之间深刻而复杂的相互依存关系。它改变了我们对生物体本质的传统理解，强调了生命是多物种合作的结果。理解生物体作为全生物体，不仅为生态学、进化生物学提供了新的视角，也为医学和农业等领域带来了重要的应用潜力。例如，通过调整人类微生物群，可以改善健康状况；通过了解牛的肠道菌群，可以提高牧场生产力；而保护珊瑚的共生藻类有助于应对珊瑚白化问题。

总之，全生物体的概念提醒我们，生命不仅仅是独立个体的存在，更是多物种协作的综合体。

5. 为什么莫尔条纹对材料科学很重要？

莫尔条纹（moiré patterns）是当两个重复结构相互叠加时出现的独特图案。这种现象在日常生活中并不少见，例如当我们在电视或电脑屏幕上看到一些细条纹图案（比如衬衫上的条纹）时，会发现这些条纹看起来并不均匀，甚至在某些地方看似扭曲。尽管在这种情况下，这种效果可能不受欢迎，但莫尔条纹在科学研究中却有着意想不到的用途。

在材料科学领域，当将两层原子级厚度的材料重叠在一起时，便会产生莫尔条纹。这种情况下，两个材料的原子结构相互干涉，形成新的图案。这些 “莫尔材料” 有时会展现出极其独特的物理性质，与其原始材料截然不同。这些性质可应用于科学研究中，例如开发新型纳米电子器件。

“莫尔”这个词来源于法语 “moiré”，最初指的是一种纺织物，通常由丝绸制成，但现在也包括棉布和合成纤维。这种织物经过湿压处理后，会呈现出波纹状或“水波状” 的外观。

莫尔条纹在材料科学中的应用前景广阔，尤其是在二维材料（如石墨烯）领域，研究人员通过调整重叠的角度（称为 “魔角”）可以调控材料的电学、光学及其他性能，这为下一代电子设备和量子计算的研发提供了新的可能性。

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