2009年5月11日

國際期刊傳真--2009.5(473)

女人難擋美食誘惑
肥胖在已開發國家中是一項日益嚴重的問題。了解腦部如何抑制食慾,將有助於控制肥胖。

美國紐約布魯克哈文國家實驗室Gene-Jack Wang 的團隊,利用大腦造影技術,探討人類抑制食慾時腦的運作。他們讓13名女性和10 名男性接受食物誘惑測驗,相較於未告知抑制食慾組, 被要求運用認知抑制法(cognitive inhibition)抑制食慾的受試者,不論男女都感覺比較沒那麼飢餓。但利用氟十八去氧葡萄糖正子放射斷層造影(18 FFDG PET)掃描顯示,被要求抑制食慾時,男性大腦的眼眶額葉皮質(orbitofrontal cortex)的活化程度下降,顯示對飢餓的感知較低,而女性這些區域依然十分活躍,顯示女性自主抑制食慾以降低飢餓感的能力較低。這或許可以解釋為何女性較容易情緒化地飲食以及不易減重。

燃燒吧!高能物料
所謂高能物料(energetic materials),指的是含有氧化劑和燃料,可藉由進行化學反應以釋出能量的物質或混合物。高能物料可分為兩大類:低效炸藥如火藥,及高效炸藥如黃色炸藥(TNT)。低效炸藥雖然具有高能量但反應速率慢,加快其反應速率的方法是,將氧化劑和燃料兩者混合的越密集越好。

美國密蘇里理工大學的Leventis 和奧克拉荷馬州立大學的Lu,共同研發出一種可以快速燃燒的混合性氣溶膠(aerogel),此混合性氣溶膠中含有無機氧化劑氧化銅(CuO)及有機燃料間苯二酚–甲醛樹脂(resorcinol-formaldehyde resin, RF)。在空氣中點燃RF∕CuO氣溶膠,不僅可以快速燃燒,且可以完全燃燒到只剩下CuO微粒。混合性氣溶膠新技術,將可加速低效炸藥燃燒的反應速率。

日冕百萬推手
關於太陽表面的溫度,最大的謎團是日冕(Sun's corona)加熱的原理。日冕是太陽表面延伸百萬公里的區域,相較於太陽表層的6000℃,日冕層驟升到百萬以上高溫確實讓人覺得不可思議。科學家提出了許多日冕加熱的可能機制,但一直缺乏明確的證據支持。最近英國女皇大學Jess等人和美國學者的合作團隊,提出了有力的解釋。原來百萬高溫的幕後推手,就是阿爾文波(Alfvén wave)。

阿爾文波是一種磁流體力學波,磁場扭曲時,就可能激起這樣的波動。科學家們用瑞典太陽望遠鏡(SST)觀察太陽表面,發現在太陽盤中心附近與43萬平方公里的區域,有一處充滿著類似磁場扭曲下的阿爾文波。這種波動下的能量流動,足以促成日冕的增溫。這個研究具體印證了阿爾文波加熱機制的理論。

五角冰晶人造雨
儘管現在科學昌明,人類還是不能脫離乾旱之苦。於是有人寄託人造雨的技術能解決乾旱。尋找人造雨冰晶的成核劑(ice nucleating agents)是大氣化學上一個持續探索的主題。了解冰晶在奈米尺度上與粒子凝結時的介面結構,是這方面研究的一大重點。最近英國大學學院、利物浦大學,與德國弗里茨哈伯研究所Michaelides 等人的合作,對於冰晶結構有了突破性的觀察。原來,冰晶也會違反常態,呈現不是一般的六角型,而是以五角型排列方式構成一維冰鏈。

這樣的五角型排列是在絕對溫度100~140K(約-173~-133℃)的情況下,從冰分子與特殊銅原子Cu(110)的介面所觀察到的。這個發現暗示著異質冰晶可能傾向以非傳統的排列型式。因此人造雨成核劑的材料,就不僅限於具有六邊型表面的物質了。

精益求精顯微鏡
久坐不動,對很多人來說是件困難的事。同樣的問題也困擾著原子力顯微鏡(atomic force microscopy)操作。原子力顯微鏡是利用探針針尖和樣本原子間作用力的強弱,而得知樣本表面的幾何形狀,時間一久,探針會不可避免地亂動,限制了觀察的時間。此外,觀測時將探針移到樣本另一個部分後,如要精確移回原先開始的起點,幾乎是不可能辦到。美國科羅拉多大學的King等人利用雷射反饋系統穩定探針,來填補這個缺憾。

他們同時量測探針的後向散射雷射光與樣本上一個由矽構成的標記,由固定的標記位置來校正探針位置。實驗證明這個方法,可使原子力顯微鏡探測室溫下金奈米顆粒側向移動範圍,在超過一個小時的觀測時間下仍維持每分鐘僅5皮米(10-9 m),準確度比之前提高了100 倍。

放閃光救鳴禽
科學家指出,只要簡單改變通訊塔台的照明,將可以大大地降低因意外撞擊通訊塔台而亡的鳥類數目達50~70%。

在美國,通訊塔台每年扼殺將近百萬隻夜間遷徙的鳥兒。美國密西根州立大學的Joelle Gehring 和她的同僚,在2005年5月與9月間統計密西根州21個小鎮中,兩個為期20天的遷徙季節間發現的鳥類屍體數目。

比較只有紅色或白色閃光設備的通訊塔台,與另有持續照明塔台處發現的鳥類屍首,只有安裝閃爍燈裝置的通訊塔台,平均每季導致3.7隻鳥兒喪生,同時安裝閃爍燈與持續照明的塔台,則約有13隻飛禽死於其下。燈光的顏色則沒有影響。

該團隊建議有關單位可以移除塔台的持續照明,或改為閃爍式的燈光,是個經濟又保護生態的簡單作法。

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