据美国农业研究处的专家们研究,臭氧及其它空气污染每年造成农作物的损失至少达10亿美元之多,此数的不包括园艺作物和森林。臭氧主要是由日光与汽车和工业排放的一氧化氮与碳氢化合物所起的光化学反应所产生的。由于臭氧随风流动,传播距离常可达几百至几千英里,使远离污染源的作物也会深受其害。据在罗利、加州沙夫特、阿尔贡等地研究,当空气中的臭氧浓度为0.05 ppm时,花生减产10 ~ 12%,棉花减产7%,玉米减产1.5%,大豆对臭氧最敏感,当臭氧浓度达0.06 ppm时,减产17%,达0.09 ppm时,其损失增至31%。受臭氧危害的作物,主要表现为叶肉细胞死亡,叶片失绿,光合作用与生产减慢、早熟。专家们认为,在环境日益恶化的情况下,除尽可能减少空气污染外,培育抗臭氧遗传性的作物新品种,是最有效的一种方法。目前,美国国家作物网正在完成一系列大田研究,并将在有关国际会议上讨论其研究结果及处理空气污染问题的方法。

[白茗摘译自Agriculture Research,1986年第10期]

一种从空气中固氮的新催化剂

Sussex大学的化学家在固氮领域发现了一种叫固氮酶的催化剂,使用这种催化剂来达到从空气中固氮,一年就可以从空气中回收五千万吨氮,并取代了传统的Haber法。

Haber法用铁催化剂,使氮气、氢气化合成氨气,此法已应用近90年,但还存在不少缺点,如反应要500℃高温、200个大气压的高压;代价高且工艺复杂;此外还要依赖化石燃料产生的氢气。

某些生活在土壤里或植物(如豌豆、大豆)根瘤里的细菌,要在极其困难的条件下从空气中固氮。化学家们就一直在寻找这种固氮的化学反应机理。氮气分子有很强的三键连着氮原子,只有使用专门的催化剂才可使这三个键断裂,使一个氮原子与三个氢原子反应生成氨气。细菌则是使用了一种含有钼元素的酶,称为定氮酶。

化学家们因此研制出了这种定氮酶的复合物,一个简单的化学模拟表明:钼原子在“固氮”中起了关键作用,氮分子被吸附到钼原子上,由于电子相互排斥而使氮分子内的三键强度减弱,同时,一系列的生化反应给复合定氮酶提供了电子,从而给远离钼原子的氮原子一个负电荷,氢离子就不断被吸附直到氮原子间的键断裂,这样就形成了氨分子。

Sussex大学的化学家还研制出了含有钼钨元素定氮酶的简单分子。固氮中所需的电子由汞阴极提供,氢离子来源于电极附近的对甲苯磺酸酸溶液,对甲苯磺酰基阴离子被钼吸附,当氢离子进攻氮分子时,对甲苯磺酰基便与钼分离,使氮、氢很快合成为氨。

迄今为止,虽然化学家们用这种催化剂做了几次实验,但他们认为,这种催化剂应用前途很广。

[郑寒松译自New Scientist,1987年9月3日]

神经再造的新试验

许多不同科技领域的科学家正在研究一种方法,就是把动物的神经割断或使它受伤以后,重新将它连结,使它恢复生长发育。这项技术已在低等动物身上试验成功。目前美国科学家在某种哺乳动物身上也进行了试验,取得了进展。他们说,手术恢复了一根受损的老鼠脊髓神经。而这根神经一直连到老鼠的一个脚背,使它恢复了脚的知觉。人们普遍认为,哺乳动物的脊髓受伤是永久性的。以前人们曾试图用手术来恢复神经的发育和重新连结老鼠的脊髓,以及恢复已经形成的创面处受伤组织的神经,但都失败了。目前的这项新技术是美国科学家杰丽 · 西尔维发明的,并得5 T纽约某医院米歇尔先生的帮助。他们用这项技术对一批老鼠进行了试验。首先将老鼠右腿背部坐骨神经末梢人为的损伤一下,发现受伤后,老鼠的脚趾照旧能运动,但没有知觉。后来他们用手术修复了15只老鼠的受伤神经。他们用一小块看起来像很薄的纸一样的聚合材料,将它覆盖在特别的从老鼠胎胞中取出的脊髓细胞上。这些星形胶质细胞通常可促使老鼠神经发育,但它们受伤的组织阻碍了神经的生长。科学家们还不能确定究竟是什么原因。在新试验中,胎星形细胞很有帮助并无危害。而聚合材料起着活性桥梁的作用。它们与创面接触后,促使神经正常健康的生长,然后再回到脊髓,那么某些神经就能重新连结中枢神经系统,使老鼠重新恢复7右脚知觉,再没发现受伤的组织。下一步他们将在灵长目动物身上做试验、今后科学家们还想用割下来的神经代替受伤的神经。但神经周围的脂肪受到破坏,使神经重新生长更困难。

[严缄译于1988年元月14日《美国之音》]

利用平板印刷技术试制成超导磁场计

——将液氮温度下的超导现象成功地用于检测超微弱磁场

微弱磁场的测定,在地球物理、生物学、医疗诊断等领域,备受垂青。这儿所指的微弱磁场,强度小到10-13忒斯拉,约为地磁场的一千万分之一,例如:经常检测人体的大脑和心脏发出的微弱磁场(强度分别为10-13和10-18忒斯拉),对于确诊人体活动状况,具有重要作用。

最令人瞩目的是作为其传感器的超导磁场计或称超导量子干涉计(squid),这种超导磁场计是在超导材料制成中环中插入一个或者两个约瑟夫森结,并将间隔设置的约瑟夫森结的电极与环的两端相接而制成的器件。

这种器件中,用流过电流的状态去控制加上的磁场,在超导环部分,由于麦斯纳效应磁场不能进入,而在约瑟夫森结部分却变成选通电流使磁场进入。

在这种场合,由于约瑟夫森效应,即使微弱的磁场,超导电流也难以流过,由于电阻的出现在两极间产生电压降。此时,磁场的大小具有可用电压的脉动数来表征的特点,根据这一脉冲数值即可对磁场进行超高灵敏的检测。

当前发表的超导磁场计,一般采用Y-Ba-Cu系氧化物烧结体制成,故存有① 难以集成化,② 重现率低,③ 特性不稳定等问题。最近试用的向超导陶瓷中注入离子的方法,虽可在液氮温度下工作,但又有输出波形失真和输出电压低等问题。

这次,日立公司采用平版印刷工艺试制的Y-Ba-Cu氧化物超导薄膜,成功地制成了在液氮温度下使用的超导磁场计。

其构造是在氧化镁基片上,采用高频溅射法形成Y-Ba-Cu薄膜之后,再在氧气气氛中进行热处理,形成缺氧的多重层状彼罗普斯鸢型结晶构造(显示临界温度在90 K以上的超导陶瓷特有的结晶构造)。

对这种薄膜加以曝光及化学蚀刻,使薄膜中央开出0.2 ~ 1.0 mm的孔,并在其两侧制作约瑟夫森结的图案。

这种薄膜的厚度仅有1 ~ 2 μm,电阻在温度为86 K时完全变为零。在液氮中,最大电流密度据称达到每平方厘米6000 A以上。

[赵春华译自日刊“電子技術”]

新旧交通工具之探索

在发展中国家,数以百万计的人仍依赖牲畜拉车来作为运输交通工具。这些车有2轮的,也有4轮的,有的轮子用木头做,有的是用橡皮做。但有一点它们都是相同的,那就是依靠轮子,这一点几百年来没有发生变化,在英国,这些老式拉力车经现代科学技术的设计和改装又重新加以使用。科学家们已出版了一本有关这方面的理论书,把它交予联合国收藏。书上论述了几种车子的试验情况,并用理论试验了牲畜拉力车。例如许多人认为,各种尺寸的车轮都能使用,但试验结果表明,轮子尺寸较大的车行驶性能较好,直径是1.8米的比1.6米的轮子大3倍,但拉力则是它的6倍,并且试验了牲畜用不同的拉力方法拉车遇到的困难程度。例如经测试,牛在平滑而坚硬的路面上拉车时,空载和满载是一样的。如路面很粗糙,则就有所不同。在这种情况下,牲畜拉空载车就较容易。但是你如果把重物装得不平衡,那么牲畜就会挣扎。试验显示了车子装载货物的最佳方法,那就是把货物放在轮子上而不是放在牲畜身上。人们还惊奇地发现,橡皮轮并不比木轮好。橡皮轮在泥泞的路面上行驶时性能不好,而在干燥的路面行驶时很好。中国、印度和坦桑尼亚国家的一些工程设计人员和商业人员目前正在推出性能较好的牲畜车辆。并且价格低廉,既可减轻牲畜的负荷重量,又不致使车辆倾倒。

如果你要详细了解有关牲畜拉力车的情况,可向英国伦敦国王路19号邮购“中间技术目录”书册。

[严缄译于1988年元月11日《美国之音》]

用微波进行绝育手术

英国科学家在威尔斯(Wales)大学医院应用微波(microwave)技术进行绝育手术(sterilization)取得功。新方法比传统的绝育方法安全、迅速。

当微波接触人体组织时,其能量可被吸收而产生热能,使输精管或输卵管堵塞,从而达到绝育目的。绝育手术中,如使用氧化乙烯(Ethylene Oxide)作麻醉剂,微波还可驱出这种长期吸入能致癌损害机体的气体,以净化手术室的空气。

[葛明译自Sunday Times,1987年11月29日]

进化使人类牙齿变小

美国密西根大学的人类学家证实:45%以上的现代人牙齿比10万年史前时代人牙齿的面积缩小。

人类第三磨牙面积由原来平均的260 mm2缩小到200平方毫米以下,门牙面积缩小到144 mm2。更新世以前,人类牙齿面积的缩小速度为:每两千年缩小1%,这个速度一直延续到更新世的末期。从更新世的末期至现代,人类牙齿面积的缩小速度,增加到每两千年缩小2%。

由于史前时代人的牙齿普遍被磨损,其长度尚无法准确地测到。

[葛明译自New Scientist,1987年11月26日]

英国科学家找到慢性腰痛病因

曼彻斯特的一医科研小组通过数千例临床观察后,于最近宣称它已揭示出慢性腰痛病因可能是由于患者血液中缺乏酶。

研究小组发现,有3/4的慢性腰痛(炎)病患者的部分成病原因可能是由于他们体内血液中缺乏酶。直接的病因并不能简单地归咎于处在腰部的透明血液纤维。血纤是一种能使伤口愈合及坏组织康复的蛋白质。血纤蛋白趋于脊骨附近的纤维组织。尽管血纤蛋白通常遭到一种叫胞浆素的血液酶的破坏,但某些(因抽烟的缘故)缺少血液酶的人往往不能分散血纤蛋白而导致腰痛病,然而曼彻斯特的这些研究人员也找到了一种检验人体血液酶是否缺乏的方法,同时还掌握镇痛的新疗法,另外,他们首次开始试验用药物疗法来分散血纤蛋白,Jayson教授称这种疗法对70%的患者来讲有“显著疗效”,但是他又补充说由于永久性腰痛病尚有许多其他病因,所以因血酶缺乏而引起腰痛不是唯一的因素。其他致病的可能性还包括本家族成员的遗传性或他其一些药物有关联;譬如抽烟能导致血酶减少从而诱发腰痛。这一点可以从抽烟者患腰痛病人多于非抽烟者腰痛病人这一事实得到说明。采用药物法分散血纤蛋白来治疗腰痛病的疗法之试验需要一些时间才能完成,即使是试验成功,也不可望在一年内使之成为适应于所有腰痛病治疗的疗法。

[冰源译自Everyday Telegraf,1988年1月]

新颖的绝热玻璃

瑞典学者用小块的石英和甲醇混合物在高压和250℃温度下制成了新颖的绝热玻璃。它比软木轻、能耐火,且具极好的绝热特性,是寒冷季节防止屋内热量散失的极好材料。但其却很脆、易碎,必须置于两块普通玻璃中间。虽安装这种“三明治”式的玻璃窗价格昂贵,但严冬节省的热量足以补偿安装增加的费用。

[侃铭译自苏《知识就是力量》]

太平洋底火山遍布

苏联科学院海洋地质研究所的科研人员来坐海洋科学考察船在太平洋各海域进行调研的结果证明太平洋底火山遍布。他们从海底采集的火山岩石标本与陆地火山标本在各种情况下都惊人地相似。由此他们认为,太平洋海底所有的凸地几乎都是死火山;海底岩层越古老,火山就越高,分布亦越密,太平洋中高度超过千米的火山有3500多座。根据搜集到的资料,科学家们绘制了太平洋海底地形图,标注了火山的位置、高度和面积。

[侃铭译自苏塔斯社电讯稿1987年12月7日]