那些脑洞清奇的论文,读完你一定会说,这样也可以?


在我们的印象中,论文大都是很严谨的,条理清晰,层次、结构分明,他们所研究的几乎都与人类发展相关,或者是间接对人类社会做出贡献的事物。然而,不仅每一个的人的性格、个性千奇百怪,而且研究者们所写的论文更是各有特点。大千世界,无奇不有啊,以下的这些论文,你是否有见到过呢?说不定会让你大跌眼镜,或者会给你新的启发哦!

曾有著名的化学家向《自然•化学》投递了论文,这篇论文非常值得一读,文章不仅短小精悍,而且韵味深长!(文章最后被发表在《自然•化学》的官方博客

摘要原文如下:
Manufacturers of consumer products, in particular edibles and cosmetics, have broadly employed the term ‘Chemical free’ in marketing campaigns and on product labels. Such characterization is often incorrectly used to imply — and interpreted to mean— that the product in question is healthy, derived from natural sources, or otherwise free from synthetic components. We have examined and subjected to rudimentary analysis an exhaustive number of such products, including but not limited to lotions and cosmetics, herbal supplements, household cleaners, food items, and beverages. Herein are described all those consumer products, to our knowledge, that are appropriately labelled as ‘Chemical free’.

消费品,尤其是食品和化妆品,它们的的生产商们,在宣传广告以及产品标签上会大量使用这个短语——“不含任何化学物质”。这个短语经常被错误地用来表示,甚至解释成:该产品更加健康、源自天然物质,或是不含人工合成成分。我们对所有使用这一短语的产品,包括但不限于乳液与化妆品,草本膳食补充剂,家用清洁剂,食品和饮料等,均进行了检查,并作了初步分析。研究后,列出了就我们所知的,名副其实地“不含任何化学物质”的所有消费品清单。

(原文除了摘要,正文就是 一!片!空!白!)

好咯,以上纯属娱乐~就是要告诫人们,不要被那些商家的“不含任何化学物质”的宣传给诓骗了~

我们接下来看看“正经”点的,说说几乎每家每户都会遇到的问题——“食物生虫”

不知道你有木有注意到过,自己家的米、豆等谷物,经常“神不知鬼不觉”的就生虫了,哪怕有时候包装都没有拆封!只不过过去太久了而没有打开包装嘛,就总能看到蠕蠕的虫子,还有不少的飞蛾!这些虫子怎么这么“机灵”!只要有食物,总能见到它的身影!这对于许多在家做饭的人们来说,实在是太难以忍受了!有虫子爬过的米,再煮饭、熬粥,我天,想想就觉得有点”恐怖”……

你可曾想过,为什么虫子可以穿过“重重壁垒”抵达美味的食物呢?想到塑料制品已经悄然深入到社会的每个角落,从工业生产到人们的衣食住行,无处不在,而塑料制品的泛滥却带来了严重的白色污染,北航副教授杨军面对自己橱柜中的那包装着小米的塑料袋陷入了思考之中,或许,这就是一个可行的想法——让虫子吃掉白色污染。

北京航空航天大学杨军研究组和江雷院士、美国斯坦福大学吴唯民高级研究员、深圳华大基因公司赵姣博士等,继2014年12月发表“蜡虫肠道微生物降解聚乙烯”的论文后,再次在国际环境科学与技术领域顶尖期刊《环境科学与技术》上发表了《啮食塑料黄粉虫对聚苯乙烯的生物降解和完全矿化作用:1.化学与物理特性和同位素失踪试验》和《啮食塑料黄粉虫对聚苯乙烯的生物降解和完全矿化作用:2.肠道微生物的作用》两篇研究论文,首次以全面证据揭示了黄粉虫啮食降解聚苯乙烯(塑料泡沫)、将其完全降解矿化为二氧化碳、同化为虫体脂肪的过程,同时证明是其肠道微生物起主导作用。


虫子,总在神不知鬼不觉之时吃咱们的食物,的确是可恨!但是要若可以引导它们吃塑料,解除白色污染,那也是功德一件啊!

且说虫子,也有不让人讨厌的啊!你看下面这白蠕蠕的蚕~蚕吃桑叶再吐丝,丝织品可是市面上的抢手货,怎样生产优质的丝呢?喂给蚕优质的桑叶?提供给蚕优良的生活环境?

你可知有研究人员进行了这种操——为了生产更好的丝,给蚕喂了石墨烯!

最近风头未减的石墨烯,从分子结构到宏观的力学、物理性能,无不被人们系统地研究ing,可是,“吃石墨烯”这种操作,简直让人大开眼界。

“呃,这是要有多‘爱’石墨烯啊!”

2016年10月,清华大学化学系的一篇名为“Feeding Single-Walled Carbon Nanotubes or Graphene to Silkworms for Reinforced Silk Fibers”的论文,把蚕与石墨烯这两者看似不相干的东西联系在了一起。

对啊,石墨烯有那么多优良的性质,而蚕宝宝吐出来的丝可是宝贝着呢!蚕丝是蛋白质,蛋白质的生成可是离不开C、H、O、N…… 嗯,石墨烯不就是C吗?!碳纳米管和石墨烯被广泛研究用作增强材料,那是不是会对提高丝绸的硬度也有一定的影响呢?

用单壁碳纳米管或玻璃纤维增强的绢丝
(a)通过向桑蚕喂养具有SWNT或GR溶液喷雾包衣的桑叶,将SWNT或GR并入蚕丝的自然过程的图示。
(b)由五种不同日粮喂养的蚕蛹摄取的典型蚕茧照片,图中显示出,它们没有明显的差异。
(c-g)显示(b)所示对应于蚕茧的脱胶蚕丝纤维的形态的SEM图像。比例尺:5微米。
(h)脱胶丝绸的应力 - 应变曲线。误差棒显示断裂伸长率(横轴)和断裂强度(纵轴)的标准偏差。

研究人员表示:“在这项工作中,我们收集了用单壁碳纳米管(SWNTs)和石墨烯喂养饲养家蚕幼虫后的机械性能增强丝。我们发现,部分碳纳米材料被纳入初生丝纤维,而其他碳纳米材料则进入了蚕的排泄物中。”

“通过光谱学的研究,发现由于加入纳米碳,从而阻碍了丝素蛋白从无规卷曲、α-螺旋到β-折叠的构象转变,而这可能有助于提高蚕丝的断裂伸长率和韧性。”

“我们进一步研究了改性丝的热解,并通过引入单壁碳纳米管和石墨烯,得到了导电性大大增加的、高度发达的石墨结构”

“由体内进料成功地生成这些SWNTs或石墨烯嵌入的丝,为大规模生产高强度丝纤维开辟了可能。”

刚刚咱们给蚕吃了石墨烯,而石墨烯有着独特的机械、热学及电学性质获得很多科学家的高度关注,而怎样制备单原子厚度的大面积薄膜石墨烯也是科学家探索的热点。怎样才能用最省时、省力、省钱的方法生产高质量的石墨烯呢?

你有想过,利用“狗屎”来制备石墨烯吗?

气相沉积法可以实现这种石墨烯的制备,但大多数人所用的碳源如甲烷、乙炔、PMMA等都是成本较高的纯化原料,对于大规模生产来说有些不太可能。为了克服这个弊端,Tour课题组开发了一种新的气相沉积法来制备石墨烯,该方法使用的碳源廉价且无需提纯。

人类的脑洞没有最大,只有更大~你能想象得到么?狗屎也可以制备石墨烯哦!

(A)在管式炉中由食物,昆虫或废物生长石墨烯的实验装置的示意图。在左边,将装有石英舟的碳源铜箔置于管式炉的热区。在H2 / Ar气流、低压、1050℃进行生长。右侧是代表在Cu基底背面形成原始石墨烯的交叉视图。

(B)从蟑螂腿生长石墨烯。(a)铜箔上的一条蟑螂腿。(b)真空下的蟑螂腿。(c)1050℃退火15分钟后的蟑螂腿的残留物。
原始石墨烯在Cu膜的底部生长(未显示)。

他们表示:“在这项工作中,我们已经开发了一种使用六个容易得到的低价值或负价值的未经预先固化(饼干,巧克力,草,塑料,蟑螂和狗粪)的原始含碳材料,把原料置于铜箔之上,在氩/氢气流下于1050 ℃进行退火处理,这样就可以在铜箔背面生长出石墨烯,非挥发性热解物质通过蚀刻去除Cu的前侧,可以容易地除去。拉曼光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、透射电镜的分析结果显示,用此方法制备的单层石墨烯质量非常高。”

最后,他们得出了这样的结论:“我们已经展示了在真空和H2/ Ar流下,1050℃下从各种原料碳材料生长高质量石墨烯的一般方法。碳源是食物(饼干和巧克力),废物(草,塑料,狗粪)和昆虫。采用这种技术,许多含有碳的固体材料可以不经过纯化而用作生产高质量石墨烯的原料。低价值食品和负值固体废弃物成功转化为高价值的石墨烯,这同时也为不纯来源的碳的回收利用提供了新的解决方案。”

那么,最后一个实验,似乎很容易做,因为每家每户都会有高!压!锅!不过,虽然材料、实验装备容易得到,但是若真正操作起来,千万要小心呐~

中国科学院的一篇论文“Large-Scale Synthesis of Well-Dispersed Copper Nanowires in an Electric Pressure Cooker and Their Application in Transparent and Conductive Networks”介绍了如何用电压力锅大规模合成分散度良好的铜纳米线,以及其在透明导电网络中的应用。

研究人员表示:这是一种新型、简便的大规模合成方法,可在温和的反应条件下,用普通的电压力锅就可以制作分散度良好的铜纳米线(CuNWs)。可以批量制备CuNWs(-2.1g),CuNW的计算成本约为4.20美元/克。

通过使用油酸(OA)和油胺(OM)作为双封端剂,用葡萄糖作为还原剂,再将OM和OA的乙醇溶液与CuCl2和葡萄糖的水溶液混合来合成CuNW。在5L电压力锅中、116℃(〜164kPa)下进行不同的反应时间,最后可以得到〜2.1克CuNWs(上图b)。

我们知道,透明导电薄膜在低发射窗,液晶显示器(LCD),发光二极管(LED)和薄膜太阳能电池中有广泛的应用。通过旋涂工艺可以制造具有优异的透射率和薄层电阻的透明导电CuNW网络。这些CuNW薄膜具有比CNT更好的透光率和导电性,接近于AgNW(金属银纳米线)薄膜,而CuNWs的成本远低于AgNWs和CNTs,因此,CuNW在低成本显示器、LED和薄膜太阳能电池中具有很高的应用潜力。另外,在24L的商用电压力锅中进行该反应的情况下,可以批量生产10g以上的CuNW。

所以,想要用自家的高压锅生产铜纳米线,不妨好好读读这篇论文吧!

以上5篇论文,各有特色,纯粹是为了让大家开眼界、动脑筋或者启发一下思路,或许,每一类论文都“各有套路”,可是人不能局限于一个套子之中,总要有跳出笼子的思路,放飞自己的想象力之时,甚至做一些从未做过的尝试。循规蹈矩没有错,我们的确要脚踏实地,但也不要忘了仰望星空。每一份研究都要有其意义所在,做有利于人类发展、社会进步之事,脑洞清奇与否,其实并不重要~

本文由材料人编辑部欧仪供稿。

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