狗能闻到人身上的“压力”味；能让牛少放屁的一种方法 | 一周趣科学vol.28
本周科学榨菜上新啦！课代表为你快速梳理近期科学界有趣又有料的新鲜事！科学新鲜报，早看早学到~ 本期导读 1. 新型材料制成从空气中取水的机器；2. 狗狗能感受到主人身上的情绪压力；3. 新方法突破有望开创新的元素周期；4. 致幻蘑菇暂时封锁大脑的同步信息；5. 饲料中添加红藻可以让牛少放点屁；
01从空气中“凭空”取水的机器
前段时间，课代表去敦煌旅行时，第一次亲眼目睹了望不到边的大沙漠，也体会到了那种几百公里全是沙子的绝望感。在沙漠中生存的一大问题是缺水。当然即便在干旱的沙漠里，空气中也是有水蒸气的，只不过人不能靠喝水蒸气活着。空气中的水分子是可以吸附在物体表面上的，然而这一过程是可逆的，所以物体表面是抓不住水分子的。
但是如果一个物体的表面积特别大的话，那么水分子就会“流连忘返”，一直处在吸附-解离-吸附-解离的过程中，也就无法逃离这个物体的表面了。美国犹他大学的工程研究人员Sameer Rao的最新研究，就利用了这一原理。他设计的装置能够从空气中“吸”出液体水来，即便在干旱的沙漠中也能工作。研究者使用一种称为金属有机骨架的特殊吸湿材料。这种材料的特点有两个。
首先，它们的内部充满了分子级别的孔道和表面，因此拥有巨大的内部表面积。研究者表示，重量仅为一克的这种材料内部就会有跟两个足球场一样大的表面积。在这种情况下，没有水分子能够逃离，而是一直被困在吸附-解离的循环里。而第二个特点就是，这种材料的专一性特别高，只吸附水分子，而不吸附别的物质。这样一来，就可以保证水的纯净程度，可以直接饮用。到这里还有一个小问题需要解决。
这些水分子被困在了材料里不假，但是怎么把它们取出来呢? 科研人员另外引入了一个小型加热装置，对这种材料加热，其中的水分子就获得了足够的能量，能够挣脱材料的束缚，于是就形成液态的水流了出来。在概念验证实验中，这一装置的原型机实现了每公斤吸附材料每天生产5升水的目标。由于该装置的体积与15升水相当，也就是说，三天之后，这一装置所能提供的水就比与机器同体积的包装饮用水更多了。
举例来说，如果你打算在沙漠里穿行4天，那么带这台机器就比直接带水要更划算一些。目前，收集大气水分的技术层出不穷，但目前还没有哪项技术能够用于干旱环境。研究者相信，这项发明能够为生活在干旱地区的人们提供更多的清洁饮用水。
02人的情绪压力能传染给狗狗
人们早就已经知道，压力和情绪是会传染的。如果一个人压力过大，那么他身上的味道会让周围的人也不由自主地感觉到情绪低落。
英国布里斯托大学领导的一项新研究则表明，不光是人类，连狗都能够感受到人类压力的味道而变得悲观起来。这项研究发表在近日的《科学报告》杂志上。研究小组一共选择了18只狗和它们的主人来进行实验，这18只狗的年龄从八个月到十岁不等，包括西班牙猎犬、拉布拉多、金毛、贵宾犬以及几只田园犬。
首先，科学家先对狗进行了位置辨别训练，在不同的位置放上碗，只有在特定位置放碗时，碗里才会有小零食；而在其他位置放碗时，碗里就没有零食。很快，狗狗们都学会了零食出现的位置：只有在这些位置放碗时，它们才会跑过去；其他位置放碗时，它们连动都不动。等它们学会后，研究者偶尔也会在除了上面训练过的位置之外的新位置放一个碗。乐观的狗心想：“这里没出现过碗哎，要不要过去看看？说不定有小零食呢？
” 悲观的狗心想：“这里没出现过碗哎，肯定是骗我白跑一趟的，肯定没吃的。” 正常情况下，有的狗会去察看新碗，而有的则不会过去，这说明有的狗比较“乐观”，而有的狗比较“悲观”，这很正常。此时，科学家让狗的主人开始做数学测验，于是大家开始紧张地答题，压力倍增。答完题，让每个主人的狗分别去闻一下自己主人身上的汗液味道，然后再重放刚刚的“新碗”实验。结果发现，18只狗中愿意去察看一下新碗的狗只有2只。
这表明，人类身上的“压力”气味让狗变得更加悲观了。与此相反，让狗主人听音乐放松，再让狗去闻主人身上的味道，然后重复“新碗”实验，发现大多数狗在看到新碗时都想去察看一番。这进一步说明了，轻松愉悦的人类气味可以让狗变得乐观起来。所以，狗通人性可不是随便说说的哦。研究人员认为，理解人类压力如何影响狗的健康，是养育宠物狗和训练工作狗（如援助狗）时的一个重要考虑因素。
03新方法的突破为制造120号元素带来希望
美国劳伦斯伯克利国家实验室的科学家在近日宣布，他们首次利用钛离子束合成了一种已知的超重元素——116号元素鉝。在升级实验室设备后，研究团队计划使用类似技术尝试合成120号元素。迄今为止合成的最重元素是118号元素?，于2002年首次合成。
通过制造新元素，科学家加深了对宇宙运作方式的理解，并填补了原子核行为及其极限的理论模型——例如它可以容纳多少质子和中子。化学家们对下一组元素特别兴奋，因为它们将落入元素周期表的新行列。元素 119 和 120 将是元素周期表第八行上的前两个元素。在这一行中，科学家有望发现具有迄今为止从未见过的电子结构或轨道的原子。科学家认为，这将提供一组全新的轨道供我们研究和探索其化学性质。
为了制造新元素，研究人员使用粒子加速器将离子束与固体靶中的原子对撞，希望引发核反应，产生具有更多质子和中子的元素。114至118号元素都是通过用钙离子束轰击由锕系元素（第七周期元素）制成的靶产生的，钙有20个质子，可以向靶原子中最多添加20个质子，让它的元素序号增加20。然而，要用钙离子束探测120号元素，就需要含有 100个质子的元素做靶子。
但是这些元素太不稳定了，还没来得及实验，就已经衰变掉了。因此，唯一的出路是使用比钙离子含有更多质子的离子。科学家选择了钛离子，钛比钙多了两个质子，一共有22个。因此，如果用钛来合成120号元素，那么只需要选择含有98个质子的锎，而锎的稳定性尚可。钛离子束真的很难制造。钛的熔点接近1700 oC，是钙的两倍多。
要制造钛束，必须加热到足以使离子蒸发的程度，但却必须非常小心，因为距离钛蒸汽几厘米的地方，需要放置一个需要在极低温度下工作的装置。经过多次的努力，研究者用钛离子轰击94号元素钚，成功获得了116号元素鉝。如果轰击94号元素能成功，那么没有理由不尝试一下98号元素。但科学家经过计算分析表明，这种轰击必须以正确的能量值持续进行一百多天，才有可能获得一次成功。只要有了方法，就能够看到希望。
科学家估计，6年内他们的实验能够获得成功。
04致幻蘑菇能够关闭大脑中的“同步服务器”
科学家长期以来一直在思考：为什么致幻蘑菇能够扭曲我们对时空的感知？美国华盛顿大学圣路易斯医学院神经学副教授Nico Dosenbach为了探索致幻蘑菇到底是如何起作用的，不惜以身试药。这一试不要紧，试出一篇《自然》文章来。他的同事喂他服用了大剂量的裸盖菇素，这是一种强力的致幻剂，见手青跟它比起来不值一提。
当他开始晕倒时，他钻进了磁共振机器里。Dosenbach在文章中描述道，他感觉自己变成了一台平板电脑，还带有电源开关，一按下电源他就眼前一亮，再按一下他就眼前一黑。他的大脑扫描结果显示，与不服用药物相比，服药后的大脑在很多位置都出现了变化，但最大的变化出现在大脑的“同步服务”区域。这一区域为人类生活提供最基本的自我、空间和时间感觉。
比如听一首歌大概几分钟、去一趟便利店大概多远、吃一碗面大概会不会饱等等。服药之后，大脑中负责“同步服务”的区域的神经元之间的连接几乎被切断，这也许可以解释为什么人们会出现幻觉——因为日常生活中的时空现在显得非常陌生了。从另一个角度来说，大脑这个思考自我与世界关系的系统暂时完全取消同步。
05给牛吃海藻可以减少温室效应
我们都知道，引起全球气候温室效应的主要气体是二氧化碳。
除了二氧化碳之外，甲烷气体也在温室效应中起了很大作用。甲烷气体虽然比二氧化碳少很多，但是甲烷吸收红外线的能力却比二氧化碳高了数十倍，所以也是一种不可忽略的因素。那么地球上的甲烷是怎么产生的呢？说出来你可能不信，甲烷的主要产出来自牛羊等牲畜的……屁。一头正常的牛每天能够产生大约500克甲烷，而地球上有15亿头牛。如果再换算成每年的排放量，那这将是一个天文数字。换句话说，牛打嗝和胀气会加剧全球变暖。
美国宾夕法尼亚大学兽医学院的 Dipti Pitta近期在《mBio》杂志上发表文章，报道了他的团队关于如何减少牛产生甲烷的研究。方法很简单：给牛喂红藻。牲畜体内产生甲烷，是因为它们在反刍的过程中，会依赖胃中的微生物对食物中的纤维素进行发酵，才能够消化食物。
而这其中的一种被称为甲烷球菌的微生物表现非常活跃，在帮助牛羊消化的同时，自己也在大量合成甲烷，于是这些气体通过打嗝或者放屁的方式进入了地球大气。研究人员发现，一种学名为Asparagopsis taxiformis的海洋红藻能够有效克制甲烷球菌。给奶牛喂食高剂量的这种红藻之后的两个月内，几乎完全消灭了奶牛瘤胃中的甲烷球菌，而奶牛打嗝和放屁所排出的甲烷含量减少了90%。
该研究还探索了参与甲烷生成的酶活性。结果表明，与对照组相比，当奶牛被喂食红藻时，它们胃里参与甲烷合成的酶减少了。作者还指出，除了能让甲烷减少之外，红藻还能对牛胃中的微生物产生其它的正面影响。例如，喂食红藻之后，牛胃中产生丁酸的细菌明显变多了，而丁酸是奶牛可以吸收的营养物质。实验室过去的工作曾发现了许多种能够降低牲畜甲烷排放的物质，但此次研究是首次发现一种海洋生物也能做到这一点。