一周科技

作者: 麦麦,窗敲雨

来源: 果壳

发布日期: 2020-09-12

本周科技新闻包括加州创纪录的山火、天文望远镜传感器测试、全球生物多样性下降、蜂鸟的体温调节机制以及芯片散热新方法。

欢迎收看一周科技。本周,美国加州人民体验到了“一觉醒来仿佛移民火星”的橙色天空。而这现象背后,是今年燃烧面积打破历史记录的山火。截止到9月10日,今年的加州山火已经烧过了310万英亩的土地,造成至少12人死亡、超过3900座建筑物被毁。不仅山火总面积创下历史之最,加州史上最大的20起火灾中,就有6起发生在今年;史上第二大和第三大的火灾同时发生。大火带来了极度高温,某些地区甚至接近50摄氏度。

同时,烟雾颗粒弥漫在空中散射蓝光,只有波长更长的橙红色光可以到达地面,由此造成了“橙色天空”的诡异场景。

本周,美国SLAC国家加速器实验室的研究人员给菜花拍了一张巨大的照片——这张照片原图有32亿像素,需要378块4k显示屏才能呈现它的完全体。其实,这是人们在对天文望远镜的焦平面图像传感器阵列进行测试,这些传感器即将成为正在建造的薇拉‧鲁宾天文台的核心部件。

正式运行时,天文望远镜的透镜负责将图像投射到图像传感器阵列上,不过现在它们还没有组装完成。因此,研究者利用十分复古的小孔成像对传感器阵列进行了单独测试,拍下了包括宝塔菜花在内的数张测试照片。选中宝塔菜花,是因为它的表面具有丰富的细节。

本周,世界自然基金会(WWF)发布了《地球生命力报告2020》,这个两年一度的报告通过对4392个脊椎动物物种的监测反映全球生物多样性的变化趋势。报告显示,在1970-2016年间,监测范围内的20811个动物种群规模平均下降了68%,而淡水生物种群的下降更是多达84%。破坏森林用于耕地、气候变化、过度捕捞、污染等人类相关因素都与这种下降趋势密切相关。

一种蜂鸟在夜晚的体温仅为3.26℃,比白天低了30多摄度。夜晚体温可低至3.26℃的黑辉尾蜂鸟生活在秘鲁安第斯山脉海拔5000米的高山上,这里野花丰富,捕食者少,最大的问题是夜晚常常降温至冰点。为了适应这种环境,蜂鸟演化出了“变温”机制。研究者将6个物种的26只蜂鸟放在笼中过夜,用微型温度计插入蜂鸟泄殖腔测温。结果发现,蜂鸟白天体温在40℃以上,但夜晚体温可低至3.26℃。

在夜间降低体温,这能帮助它们节约能量。与体温变化同步,这些蜂鸟的心跳也经历着过山车式的变化:白天心跳可达每分钟1200次,而夜晚则低至每分钟40次。当日出来临,蜂鸟开始振动肌肉,以每分钟1度左右的速度升温。

芯片太热怎么办?在本周发表于《自然》的一篇论文中,研究者们提出了高效散热的新思路:直接把芯片与液体冷却系统整合到一起,制造自带冷却管道的微芯片。

在微芯片加工时,研究者们直接在芯片的硅基板材料中制造出了微流控管道系统,让冷却液体从中通过带走热量。将芯片与冷却系统的设计加工整合到一起,这样可以让冷却系统最大限度贴近容易发热的区域,从而提高散热效率。初步测试显示,这种与芯片融为一体的散热系统性能系数(COP)大幅提升,可达到传统设计的50倍。

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