蝴蝶可能是天生的最伟大的化学家。德国的研究者发现非洲的马利筋蝴蝶能制造出200多种化合物来,这真是前所未有的发现。

汉堡大学的斯蒂芬 · 舒尔茨(Stefan Schulz)、弗雷堡大学的米切尔 · 玻普(Michael BoppreO)和伦敦自然历史博物馆的文恩 · 赖特(Vane Wright)等人研究了斑蝶属(Danaus)、青斑蝶属(Tirumala)和阿玛斑蝶属(Amauris)的10种非洲马利筋蝴蝶。这些蝴蝶大多采自肯尼亚。

他们用气体色层分析技术和质谱技术分析了雄蝶臭腺所产生的化学物质。他们鉴别出由14种化学物质所合成的214种化合物。

这些研究者说:马利筋蝴蝶为了制造一种用于彼此识别的信息素已经变成了一些了不起的化学家。然,而问题在于有些种蝴蝶模仿了与之并无亲缘关系且具恶味的那些蝴蝶的外形。另一些种,其本身味道不好,却呈现出另一些马利筋蝴蝶的色彩样式,所以对这些蝴蝶来说,捕食者将这种式样与异味相联系时就能使损失减少。

这类技术迷惑了捕食者,也给这种蝴蝶本身带来混乱。舒尔茨及其同事们相信这些化合物的作用就像动物信息素一样,所以这类特别的混合物能通知雌蝶配偶种正在跟踪它。

舒尔茨及其同事所发现的某些化合物难得在以前的昆虫中找到,另一些则从未发现过,有一些则还完全未知,个别马利筋蝶种大概有12到59种化学制品。每一个种还有一种十分独特的混合物,所以每一种都有一些为其蝶种所独有的化合物。

为了产生二羟基吡咯烷类,雄蝶必须先从某些植物的腐烂部分上采集初级化学物质。它们不但用这些初级化学物来制造动物信息素,而且还储备起来以防御捕食者,并在交尾时将其传递给雌蝶,使雌蝶的卵带有异味。这样,这些信息素成分除再次向雌蝶保证该雄蝶确属本蝶种外,还告知雌蝶它从雄蝶那里接受了多少驱避化学物。另外一些成分则可刺激雌蝶产卵。

最后,舒尔茨小组检查了不同蝶种的气味之间的相似性。他们发现这种气味与蝴蝶的形态学所依据的进化世系相关。气味和构造似乎同步进化了。

[吴绮译自New Scientist,1994年2月19日]

能摄脸部血液的照相机

有一种能产生红外辐射的照相机和计算机组成的安全系统现在正迅速而又准确地用于识别人体面部血管放射热的图像。每一个人的脸都有唯一而独特的血液图案。

美国弗吉尼亚州亚历山大技术识别系统公司所展示的照相机能够对人脸热辐射进行拍照。接着,计算机比较这种图像并将其储存在记忆库中。

用户还可以在照相机前摆好姿势就打印成编码数字。这一编码能使计算机立刻恢复人所储存的自记曲线进行比较。按照公司总裁大卫 · 伊文思所说:“这一系统能足以区分一对双胞胎面部的血管系统。”

这种计算机识别图像软件集中在双眼和前额周围区域,脸的其它部分,例如:鼻子、耳朵随着空气温度变化会产生更大的影响。

而面部温度自计曲线由于天气极端条件或人体发烧而引起人体变化是不受影响的。“整个面部温度上升”,伊文思说:“而辐射图像依然相同”。

计算机既不可能因人的面部表情变化而改变,也不可能因成形外科手术使人的面部主要血管起变化。

人人必须要有一张面部正面照,眼镜必须要拿掉。未来细致的改进将会使照相系统能识别不同距离

和不同角度的面部。

“有一天”,伊文思说:“这一系统会用作你面部的‘印鉴’,当你走到家门前时,能自动地打开你家的门”。

[朱孝愚译自Popular Science,1995年9月]

军用激光的医疗新用途

英国的一家医院正在采用美国军队研制的激光技术来治疗静脉曲张或脓疱疮引起的皮肤细小疤痕。通常的激光机治疗皮肤瘢痕简单地利用聚光,治疗容易引起皮肤疤痕和色素改变。而新型激光机采用广谱光源,扩大了治疗范围,激光能够透入皮肤深层,清除眼睛看不见的静脉,并且不会伤害正常的皮肤。而治疗曲张静脉的传统方法是注射硬化剂,新型激光机可以帮助治疗对硬化剂无效的病例。

军用激光的另一用途是帮助糖尿病的治疗。美国科学家发明了一种类似手表的装置,可以用来监测糖尿病患者的血液情况,并自动地清除葡萄糖和向血液释放胰岛素研究从用于帮助戒烟的尼古丁贴膏受到启发,相信可以利用这种技术使胰岛素进入人体。不过胰岛素的分子较大难以透入皮肤,麻省理工学院的一个研究小组找到了解决办法,通过超声波导入,皮肤上的气孔会发生振荡,打乱脂肪层的结构,从而使较大的分子容易通过。当这种装置的感受器发现血糖升高,即可通过超声使皮肤通透性提高。完成血糖清除后,感受器会根据清除的血糖量自动补充相应的胰岛素。研究者认为这一技术还可应用于抗癌药物,如干扰素,其分子量比目前应用于皮肤透入治疗的药物大100倍。“这一给药方法优越,因为它能在7天内持续释放药物,不再需要注射,消除了发生感染的危险。而且蛋白经口服后容易在胃肠道被破坏,难以在血液中达到有效浓度。”研究小组如是说。

[任少华译自星期日泰晤士报,1995年10月7日]

柴油机气体与人体致癌

一家由国家环保协会和私人企业资助的独立科学组织——卫生保健研究所(美国)对以前各项研究结果再次分析表明:通常柴油机排气量可能不会使人体致癌,至少目前在大街上柴油机排出气体的日常浓度不至于使人体发生癌变。

该研究所根据对动物和人体的研究,指出了以前各种结论的错误。该研究所所长丹尼尔 · S · 格林鲍姆(Doniel S · Greenbaum)认为:“这篇论文把柴油机排出气体与美国人发生癌变有密切相关性的问题重新得到认识。”

不过他补充说,柴油机排出气体的颗粒及其它来源的颗粒混合在一起会加重其它病情即慢性支气管炎和囊性纤维变性而导致死亡。最近另外一些研究者报道了许多国家死亡率提高与柴油机排出气体及其它来源的高颗粒水平有关。该研究所目前正在对有关资料进行再次分析。

目前许多有关柴油机排出气体引起癌症的结论都是对动物研究得出的,而且仅是对小白鼠的研究,甚至连仓鼠都不能得出这种结果,该研究所指出:“对老鼠进行实验的结果是含糊的”。这篇文章认为当硫磺颗粒呈现率在每立米2000~10000微克时,小白鼠就发生癌变,其原因可能是颗粒浓度太高以致超出小白鼠清除肺中颗粒的能力。因此该研究所认为致癌可能有一个界限即最小浓度,在这个浓度下则无致癌作用。

哈佛大学公共卫生学院教务长兼该研究所学术委员会主席加利斯 · 格林(Gareth Green)博士说:“有人认为,当柴油机排气中的硫磺颗粒浓度很高时,似乎具有诱发小白鼠产生肿瘤的作用,许多人如果处于这样的环境中也会发生类似情况。然而,现有资料中却找不到这种观点的根据,不过,他补充说:“我们不能把一些化学物质附着在柴油机排出颗粒在癌变中起作用的可能性排除在外。”因为这颗粒太小,能穿入到肺部深处,而且还能带进数百种化学物质,

[周亚平译自The New York Times,1995年5月2日]

玻璃神经

21世纪的摩天大楼也许会像人一样具有“神经系统”,构成这一系统的事实上是由玻璃制成的“神经纤维”,工程师们只需通过眼睛观察或借助于超声波扫描,便能够在问题变得严重之前就探测到建筑物内部应力的变化和产生的裂缝。

这项由美国新泽西州工学院开发成功的技术,其主要工作原理是:将直径为250微米的光导纤维嵌入未干的混凝土内并形成一个网络,等到混凝土凝固之后,把测光装置接装在纤维的一端,再从光导纤维的另一端射入光线。如果混凝土发生开裂或受到重压,光导纤维会由于受到压力而变得纤细、脆弱,以至于改变了其传播光线的能力。通过观察这些细微的变化,工程师们就能对混凝土内部的变化一清二楚,并能在问题变得严重之前有足够的时间采取必要的措施。

除了运用在摩天大楼外,在桥梁和隧道的建设中也能采用该项技术。据称,这种“神经网”将首先在新泽西州的一座小型公路桥上进行测试,届时,将有20条光缆会在建桥过程中被埋置在桥体之内。此外,该项技术还能帮助建筑师们准确地估计混凝土凝固的速度,就像是一个被放置在混凝土内部的温度感应器,由于混凝土在变硬的过程中会释放出热量,通过测量热量产生的全过程,工程师们能够判断什么时候混凝土最为坚固。

该项技术的发明者法哈德 · 安萨里教授目前正在着手研制一种对热特别敏感的“神经外套”。用以包裹这些“神经纤维”。这种合成的方法是保密的,但安萨里教授介绍说,混凝土内部的释放热量将通过这种“神经外套”作用在“神经纤维”即光缆上,从而不断改变其传播光线的途径。

可以预见,由于这种光导纤维能够大大缩短等待混凝土凝固的周期,因此既节约了时间、又节省了金钱;同时,由于该系统具备了监测混凝土强度的特性,将会在未来建筑业中得到广泛的采用。

[王强编译自《南华早报》,1995年4月16日]