奈米冰的存在解開水在4度C具有最大密度之謎

奈米冰的存在解開水在4度C具有最大密度之謎
東京大學黃郁珊博士/東京大學陳藹然博士

地球在宇宙中有藍色行星的美稱,因為地球表面被大範圍的水覆蓋,同時水也是地球生命的重要組成。儘管多年以來人類對水進行大量且深入的研究,液體水仍有許多異常現象尚未被完全理解,例如大家都學過:水在 \(4^\circ C\) 擁有最大密度,但是卻一直無法好好解釋這個眾所週知的現象。由國立交通大學濵口宏夫講座教授領軍,臺灣與日本的合作團隊,觀察到水在低溫下形成奈米尺寸的微冰晶,可能是造成水的最大密度異常現象原因。

透水混凝土

透水混凝土 (Pervious Concrete)
國立成功大學都市計畫所碩士呂正中

公園前兩世紀,羅馬人就已知利用火山灰混合石灰、砂製成天然混凝土了。混凝土的優點包含硬度高、堅固耐用、原料來源廣泛、成本較低廉、可塑性強、而且可試用於各種自然環境。混凝土發展至今,已是目前世界上使用最大量的人工土木建築材料,廣泛使用於房屋、橋樑、公路、跑道、擋土牆、堤防、涵洞、水壩、水箱、水塔、油槽、渠道、水溝、碼頭、防波堤、軍事工程、核能發電廠等構造物。但堅固混凝土的不透水性,也打破了地面的生態循環,大雨淹水、都市熱島效應甚至是全球暖化等災害不斷的發生,也使得人們開始省思自然環境保護的重要性,混凝土的透水性也逐漸受到重視。

深海生物多樣性及其面臨的危機

深海生物多樣性 (Deep-sea biodiversity)及其面臨的危機
義守大學生物科技學系王瑜琦助理教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 深海對生態環境有什麼重要意義?

2. 深海生物多樣性受到哪些威脅?人類如何面對這個挑戰?

海洋是地球上各類生命的發源地,若從比較高的分類位階(門或綱)來看,在已知的34門動物之中,有33門動物可以在海洋中被發現,其中更有16門的動物只生活在海洋中。因此,海洋是生物多樣性的寶庫。目前海洋已知的物種較少(地球上已被命名的生物約有200萬種,其中海洋生物只有約16萬種),原因可能是由於海洋中還有非常多的深海環境和生物,尚未被調查和詳細研究過。近年來,隨著深海採樣和探測工具的不斷進步,科學家在調查之後發現,深海存在著很多未知的生物,他們估計在大陸棚的海床上或更深的海底,可能擁有高達數百萬種的生物,也因此人們逐漸瞭解,深海為生物多樣性一個主要貯存庫,其生物多樣性可與熱帶雨林和淺水域珊瑚礁媲美。

一滴水(Water)的新世界

一滴水的新世界
知識通訊評論第42期

利用膨脹的水滴可製作出廉價簡單的感測器。

由水滴製成的微型鏡片,被設計成會根據所處環境的溫度與酸鹼值反應縮脹。這項聰明的設計可以造出微小的感測器,其變焦功能有朝一日可用於快速、簡單地監測從血液樣本到微型化學反應器的各種事物。

水、大氣、土壤(water、atmosphere、soil)

水、大氣、土壤(water、atmosphere、soil)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

水對於所有形式的生命而言是一種不可或缺常見化學物質。在習慣上,水所指的是以液體狀態呈現出來的,但水也可以固體狀態¬-冰、氣體狀態-水蒸氣的形式存在。在地球表面上大約有71﹪的表面積被1.46×1015公噸的水所覆蓋,大部分存在海洋以及其他較大的水體-1.6﹪以地下水的形式保存、0.001﹪在空氣中以水蒸氣和雲的型態存在或是經由降雨方式回到地面。地球上的水有一部份是保存在靠近地表的人造或自然界的物體當中,例如水塔、動物和植物體、工業產品和食品中。 海水佔據了地表水面積的97﹪,冰川和極地冰帽佔了2.4﹪,在其他陸地上的湖泊和河流佔了0.6﹪。

玄奧難明的水

玄奧難明的水

玄奧難明的水 (Water)
知識通訊評論第67期

對於水這個最常見的分子,其實我們所知依然有限。過去的科學理論,固然解釋了水的某些特性,卻不完備。最近水結構的新理論,又再給藥物設計、天文和分子生物學以及地球化學等領域帶來新的問題和視野。