每天知道億點點--第一期

1. 如何從雨滴中收集能量？

💧 雨滴從空中落下時，可以產生少量能量，這種能量可以被收集並轉化爲電能。近年來，研究人員提出了多種裝置來收集這種分散的水力發電資源。

最新發明之一：超疏水磁電發電機（MSMEG）

這種裝置由 5 個主要部分組成：

1. 超疏水磁性材料薄膜（SMMF）

2. 線圈

3. 釹鐵硼磁體（NdFeB magnet）

4. 丙烯酸外殼

5. 可擴展的聚苯乙烯（EPS）底座

🛠️ 根據科學家的研究，這種 MSMEG 裝置可以在 200 秒內將 2.7 V/1 F 的商業電容器快速充電至 1.18 V，還能爲各種電子設備（如 LED 燈和風扇）供電。這項研究的作者認爲，MSMEG 可以爲高效收集分散的雨滴能量提供一種有前景的策略。

⚙️ 儘管如此，也有一些觀點認爲，這類技術在大規模應用上仍存在困難，實際應用範圍有限。

2. 今天有多少人生活在城市中？

🏙 根據不同的統計數據，目前全球約有 80 億人，即 57% 的超過 46 億人口生活在城市地區。

🌇 到 2050 年，這一比例預計將增加到 68%，屆時城市人口將再增加 25 億人。

📊 最城市化的地區包括：

• 北美（2018 年時有 82% 的人口生活在城市）

• 拉丁美洲和加勒比地區（81%）

• 歐洲（74%）

• 大洋洲（68%）

📈 根據聯合國的一份報告，未來世界城市人口的增長將主要集中在少數幾個國家。預計 印度、中國 和 尼日利亞 將佔全球城市人口增長的 35%，分別增加 4.16 億、2.55 億 和 1.89 億 城市居民。

🏙 目前，全球有 34 個城市人口超過 1,000 萬。

🎉 每年 10 月 31 日 是由聯合國設立的 世界城市日。

3. 植物生長所需的最低光照是多少？

🌿☀️ 根據一項新研究，植物可以在比我們之前認爲的更低光照條件下生長。

✅ 研究人員將光傳感器下沉至 北極水域的 50 米（164 英尺）深處，測試植物生命在極低光照條件下的生存能力。結果發現，微小的水生生物 微藻 能在極低光照下進行光合作用。

✅ 這些微藻可以在記錄到的最低光照下進行光合作用，所需光照僅爲 0.04 微摩爾光子。

✅ 這與計算機模擬預測的任何環境下可能達到的最低光照值（0.01 微摩爾光子）相差無幾。

✅ 對比之下，晴天戶外的典型光照強度在 1,500-2,000 微摩爾光子 之間，是這些微藻所需光照量的 37,000-50,000 倍。

🌱 這項研究表明，即使在極低光照環境下，某些植物仍然能夠生存，爲極端環境下的生命研究提供了新的見解。

4. 什麼是 “全生物體”（Holobionts）？

根據現代科學家的研究，所有生物實際上都是 “全生物體”（holobionts），這意味着生命本質上是共創性的（sympoietic）。這也就是說，單一生物體實際上是一個由多個物種組成的綜合體，而不是孤立存在的個體。全生物體這一術語指出，任何一個生物體都不僅僅是自身基因的產物，而是由宿主生物和多個共生生物（如細菌、真菌、原生生物和古生菌）共同構成的聯合體。

哪些生物是全生物體？

幾乎沒有例外，動植物都是全生物體。它們是由多個物種協同合作而形成的複合體，這些物種共同作用以維持生物體的健康和正常功能。以下是一些典型的例子：

1. 人類在成年人的身體中，微生物（包括細菌、真菌、原生生物和古生菌）佔了約一半的細胞數量。這些微生物在生理健康、發育和免疫系統中起着至關重要的作用。

1. 牛雖然牛是草食性動物，但它們自身的基因中並不含有能消化草的酶。牛消化纖維素的能力來自其瘤胃中生活的微生物，這些微生物生產纖維素酶來幫助分解草料。

1. 珊瑚珊瑚的生存依賴於其內部的藻類共生體，這些藻類通過光合作用爲珊瑚提供大部分碳源。換句話說，珊瑚能夠獲取能量，很大程度上得益於其共生的藻類夥伴。

爲什麼 “全生物體” 概念重要？

這一概念揭示了生物體與其共生微生物之間深刻而複雜的相互依存關係。它改變了我們對生物體本質的傳統理解，強調了生命是多物種合作的結果。理解生物體作爲全生物體，不僅爲生態學、進化生物學提供了新的視角，也爲醫學和農業等領域帶來了重要的應用潛力。例如，通過調整人類微生物羣，可以改善健康狀況；通過了解牛的腸道菌羣，可以提高牧場生產力；而保護珊瑚的共生藻類有助於應對珊瑚白化問題。

總之，全生物體的概念提醒我們，生命不僅僅是獨立個體的存在，更是多物種協作的綜合體。

5. 爲什麼莫爾條紋對材料科學很重要？

莫爾條紋（moiré patterns）是當兩個重複結構相互疊加時出現的獨特圖案。這種現象在日常生活中並不少見，例如當我們在電視或電腦屏幕上看到一些細條紋圖案（比如襯衫上的條紋）時，會發現這些條紋看起來並不均勻，甚至在某些地方看似扭曲。儘管在這種情況下，這種效果可能不受歡迎，但莫爾條紋在科學研究中卻有着意想不到的用途。

在材料科學領域，當將兩層原子級厚度的材料重疊在一起時，便會產生莫爾條紋。這種情況下，兩個材料的原子結構相互干涉，形成新的圖案。這些 “莫爾材料” 有時會展現出極其獨特的物理性質，與其原始材料截然不同。這些性質可應用於科學研究中，例如開發新型納米電子器件。

“莫爾”這個詞來源於法語 “moiré”，最初指的是一種紡織物，通常由絲綢製成，但現在也包括棉布和合成纖維。這種織物經過溼壓處理後，會呈現出波紋狀或“水波狀” 的外觀。

莫爾條紋在材料科學中的應用前景廣闊，尤其是在二維材料（如石墨烯）領域，研究人員通過調整重疊的角度（稱爲 “魔角”）可以調控材料的電學、光學及其他性能，這爲下一代電子設備和量子計算的研發提供了新的可能性。

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