科學繪圖

化學
【漫畫說科學】MOF集水設備

【漫畫說科學】MOF集水設備

MOF集水設備
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

去年,美國科學家開發出動力全來自太陽能的水資源收集設備,12 小時內從相對溼度只有20%的空氣中收集了2.8公升水。今年研究人員則前往沙漠地區進行測試,在濕度極低(夜間40%、日間8%)的空氣中,依然成功收集到水份。

這種水資源收集設備是以一種名為「金屬有機框架(MOF)」的材料製成,MOF是一種多孔性的結構,這種結構具有非常多內部渠道和孔洞,以致一顆方糖大小的MOF,可能就有六個足球場大小的內部表面積。

MOF不僅容易吸收氣體或液體,當它被加熱時,還會迅速釋放它吸收的氣體或液體。研究人員晚上先讓MOF吸收空氣中的水分,白天再以陽光加熱,讓MOF釋放出水蒸氣,最後在設備中冷凝成小水滴。

研究團隊目前使用的MOF是由昂貴的金屬「鋯」製成,不過同時也已開發出了一種新型的MOF,這種以鋁製成的MOF不僅價格至少降低150倍,在實驗室測試中甚至可以獲得兩倍量的水喔。

參考資料:

化學
【漫畫說科學】海水提煉鈾

【漫畫說科學】海水提煉鈾

海水提煉鈾
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

陸地上有大約七百六十萬噸的鈾礦。聽起來很多,但是開採麻煩、提煉過程會對自然環境造成相當大的破壞與污染。

所以科學家們將眼光望向海洋,根據估計海水裡約有四百億噸各式各樣的重金屬。它們主要來自地殼變動以及地面上被溶解、沖刷進海裡的礦物質。只要有辦法從海水裡把鈾提煉出來,或許就能減低對陸地上鈾礦的依賴。

海水中的鈾含量據估計至少有40億噸,這是目前已知、存在於陸地上的鈾量的500倍。過去已經有科學家著手研究,也找到從海水中提煉鈾的方法,但需要耗費大量的電力,不然就是成本非常昂貴。

最近美國科學家開發出一種新的方式來提煉海水中的鈾,他們使用廉價的「丙烯酸纖維」製作成濾網以吸附海水裡的鈾,這種纖維吸附重金屬的能力強、耐用而且能重複使用。研究人員表示,這項技術除了提煉鈾,還可以用來清理海洋裡的重金屬污染。

參考資料:

漫畫說科學
【漫畫說科學】3D列印人造角膜

【漫畫說科學】3D列印人造角膜

3D列印人造角膜
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

 

一直以來,因為角膜受損而導致失明的病患,只能等待器官捐贈合適的角膜。

不過最近,英國新堡大學的組織工程師,成功以3D列印技術製造出「混合了人類角膜細胞的人造角膜」。

他們以人類角膜基質細胞、膠原蛋白和海藻酸鹽,混合成一種「生物墨水」,這種墨水能保持幹細胞活力、而且軟硬適中(才能維持形狀),製作出符合患者尺寸、形狀等需求的角膜。

這項新技術還需要進行很多測試和實驗,可能得花上幾年才能真的用於器官移植上,但同時這個消息也為患者們帶來了一絲曙光。

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化學
【漫畫說科學】寶石

【漫畫說科學】寶石

寶石
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

天然寶石可分為礦物類、有機寶石類與其他三大類。

大部分寶石都是「礦物類寶石」,例如金剛石(鑽石)、剛玉、黃鐵礦、綠松石。

「有機類寶石」主要是生物來源,如珍珠、琥珀、玳瑁等。

「其他類」常見的有以岩石為主體而非單一礦物的寶石,例如青金岩、黑曜岩。

而人造寶石可分為合成寶石及仿造寶石兩類。

「合成寶石」是人工合成的寶石晶體,跟天然寶石具有“相同的晶體結構與成分”,差別僅在於並非天然產出。

「仿造寶石」則是僅在外觀上與天然寶石相似的仿製品假寶石。

「人造寶石」是應用礦物科技發展而來,科學家透過礦物科學,運用各種方法製造出各種人造寶石。 最典型的例子就是人工合成的水晶(石英晶體)、祖母綠(綠柱石晶體)、紅寶石、藍寶石或鑽石等,由於結晶構造和成分都與天然寶石完全相同,因此大部分的寶石學儀器及鑑定方法都難以區分呢!不僅便宜,品質跟產量也容易控制。

參考資料:

漫畫說科學
【漫畫說科學】組織工程學

【漫畫說科學】組織工程學

組織工程學
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

需求遠大於供給一直是器官移植所面臨到的困難。

二十年前,一隻背上長了人耳的老鼠引起我們對於「組織工程學」、「再生醫學」的討論。現在,組織工程學跨領域結合了如幹細胞、基因編輯技術、3D列印等新技術,一步步前進。

從平面組織、相對簡單的器官,到功能複雜需要不同細胞多方合作的器官(心臟、腎臟),都有科學家們在努力研究,該如何從細胞生成一個可用的器官,甚至如果能用病人自身的細胞進行,再利用基因編輯技術做出適合的矯正,不僅能重建健康的組織、器官,還能夠解決器官移植手術的頭號麻煩:移植排斥問題。

像是軟骨修復、皮膚組織重建、人工血管、人工心臟、人工腎臟等,都各自三不五時傳出好消息。期盼未來能減緩器官移植的困難度,而在此之前除了宣導大眾對器官捐贈的接受度外,預防醫學、公衛教育的推廣也很重要。

參考資料:

漫畫說科學
【漫畫說科學】Li-Fi 光通訊

【漫畫說科學】Li-Fi 光通訊

Li-Fi 光通訊
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

Li-Fi 光通訊是利用LED燈泡做為訊號的發射器,並以光作為傳輸的媒介。利用光線來通訊的Li-Fi和Wi-Fi相比,具備更快的傳輸速度,現今已有公司在辦公室內應用 Li-Fi技術。

Li-Fi 是以光為媒介,它很可能突破因無線電波干擾造成的上網死區,例如飛機、醫院,甚至在水中、地底也能有網路訊號。加上光線無法穿透牆壁,因此得以限制資料傳輸的範圍,加強傳輸安全。但只要沒了光,Li-Fi 便無用武之處。

未來,Wi-Fi 可能與 Li-Fi 相輔相成,提供人們更便捷的網路通道。

參考資料:

迎接「光世代」,Li-Fi 讓你有光就能上網

光通訊技術大突破,首款 LiFi LED 照明面板問世

Philips Lighting introduces LiFi: broadband data through light

漫畫說科學
【漫畫說科學】AI翻譯

【漫畫說科學】AI翻譯

AI翻譯
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

生活中少不了各種翻譯工具,舉凡學習外語、蒐集資料、生活溝通,它們都是好幫手。但電腦翻譯出來的結果,往往被認為不夠準確,或僅能從中讀出大概的內容。

而隨著人工智慧發展,研究人員也將其使用在機器翻譯上。最近微軟研究團隊使用「深度神經網絡」來訓練AI系統,從新聞報導中挑選了近2,000個句子,並請專業的語言專家進行評估。結果AI系統的翻譯結果更加自然流暢,達到幾乎能媲美人工翻譯的程度。

會不會不久之後,貼文就不需要小編來寫了Q___Q

參考資料:Microsoft reaches a historic milestone, using AI to match human performance in translating news from Chinese to English

漫畫說科學
【漫畫說科學】無線充電

【漫畫說科學】無線充電

無線充電
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

無線充電技術已融入我們的生活,舉凡無線電話、電動牙刷、吸塵器⋯等智慧家電,或是手機、筆電各種3C產品,甚至在電動車上也能見到無線充電的應用。

目前無線充電大多是定點充電。不過現階段已有開發商透過美國官方機構獲得技術認證,最多可在 1 公尺範圍內傳輸電力。

或許不久的將來我們就能像連接wifi一樣地替3C產品充電、甚至在道路上鋪設多個傳輸線圈與電源轉換裝置,直接對行駛中的電動車充電。

參考資料:

無線充電技術

ENERGOUS RECEIVES INDUSTRY-FIRST FCC CERTIFICATION FOR OVER-THE-AIR, POWER-AT-A-DISTANCE WIRELESS CHARGING

地球科學
【漫畫說科學】永凍土含汞

【漫畫說科學】永凍土含汞

永凍土含汞
國立臺灣大學科學教育發展中心製作

科學家發現北極的永凍土中,存有大量的天然汞,蓄積含量約1500萬加侖,是大氣、海洋和陸地裡的汞含量總合的兩倍。

隨著氣候變遷,北極的永凍土也逐漸融化。除了會釋放大量的甲烷到大氣中,更加速全球暖化外,我們現在還需要擔心大量的汞釋出,讓大氣和食物鏈中累積更多這種有毒重金屬。

當地面解凍,永凍土解凍可能釋出大量的汞,經由水或空氣傳播,最後進入動物體內。

參考資料:土裡有毒!永凍層解凍恐釋出大量汞

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