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FPC看到科幻電源中超炫酷的特技竟真的能在現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)

2018-01-11 10:26

夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí),始終是科幻電影令人著迷的所在之一。那些看似天馬行空的狂想,真的有可能在未來的某一天得以實(shí)現(xiàn)。今天FPC小編就來帶領(lǐng)大家回顧幾部過去一年出現(xiàn)在熒屏上的科幻大片,看看都有哪些酷炫的未來科技正在變成現(xiàn)實(shí)。

《蜘蛛俠歸來》中的一系列科幻元素

 蜘蛛俠系列最新一部《蜘蛛俠歸來》上映后,里面眼花目眩的黑科技讓人目不暇接。蜘蛛俠自帶蜘蛛網(wǎng)翼,可實(shí)現(xiàn)短距離滑翔,在樓宇穿梭間起輔助作用。護(hù)目鏡會(huì)根據(jù)彼得的情緒變大變小。戰(zhàn)衣包含腋下滑翔翼、機(jī)械可動(dòng)眼、彈性伸縮面料、蛛網(wǎng)榴彈和小型蜘蛛偵察機(jī),多達(dá)500多種蛛網(wǎng)噴射的組合方案。電影中的蛛絲有多強(qiáng)?人工合成纖維可以實(shí)現(xiàn)!

科學(xué)家使用碳納米管和石墨烯,可以使普通的蜘蛛絲變得更強(qiáng)韌。意大利特倫托大學(xué)的Nicola Pugno教授帶領(lǐng)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì),成功地使蜘蛛吐出的蛛絲強(qiáng)度提升了3倍,韌性提升了10倍。

圖(a)給蜘蛛喂食含有石墨烯或碳納米管的分散液,(b)在納米管系統(tǒng)中收集和測(cè)試蛛絲; (c)應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線顯示改進(jìn)的纖維與原始樣品的性能比較[2]。

這項(xiàng)研究開辟了生物材料合成的新道路,拓寬了新型生物材料的應(yīng)用范圍。

”吐絲“無人機(jī)

倫敦帝國理工學(xué)院的空中機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)研制了一款名為SpiderMAV的無人機(jī),它具有一種神奇的能力,能夠像蜘蛛俠一樣射出可讓機(jī)身穩(wěn)定的磁性繩索,近日該研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功地測(cè)試了其噴射磁性“蛛絲”于磁性表面上的穩(wěn)固能力,在強(qiáng)風(fēng)等環(huán)境中,無人機(jī)可以依靠這樣的方式來穩(wěn)固自身,或者不依靠電力完成以往需要懸浮來完成的任務(wù),提高續(xù)航能力。

據(jù)介紹,SpiderMAV 的靈感來自于一種被稱為Darwin's bark spider的蜘蛛。這種蜘蛛可以吐出25米長的絲,是其他蛛絲耐性的兩倍多,而且是現(xiàn)存最硬的生物絲狀物。

目前,這只是系統(tǒng)的一個(gè)初步設(shè)計(jì)測(cè)試,研究人員并沒有真正了解如何解除錨固系統(tǒng),盡管可以調(diào)節(jié)磁性繩索的磁性強(qiáng)度,或者使用電磁鐵通過控制電流方向切換磁鐵作錨,然而,更完善的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)多功能的保障。

《銀河護(hù)衛(wèi)隊(duì)2》中的神奇植物

小樹人是銀河護(hù)衛(wèi)隊(duì)2中最吸粉的角色,并且?guī)缀鯖]有之一。在上集末尾,樹人格魯特壯烈犧牲,堪稱整部電影最為催淚的情節(jié)。不過既然是美式爆米花大片,生離死別絕非觀眾喜聞樂見的橋段。于是樹人身體的一部分化身為小樹,獲得了某種意義上的新生。

小樹人是一種植物和動(dòng)物結(jié)合的生命體,簡單來說可以認(rèn)為是一株可以自由移動(dòng),并且具有思想的植物,堪稱長距離跨越物種鴻溝的嵌合體。其實(shí)早在2015年,科學(xué)家們就造出了另外一種意義上的嵌合體怪胎——電子植物。

來自瑞典林雪平大學(xué)的科研小組利用具有導(dǎo)電性的聚合物溶液來培養(yǎng)玫瑰花,最終聚合物在被植物的導(dǎo)管系統(tǒng)吸收后形成導(dǎo)電水凝膠構(gòu)成的電子回路。在最初的電子植物雛形中,導(dǎo)電水凝膠只能分布在玫瑰花莖中。2017年,該科研小組設(shè)計(jì)了改良的有機(jī)導(dǎo)電聚合物,其在植物內(nèi)部具有更好的擴(kuò)展性,可以自發(fā)分布到葉脈乃至花瓣中,形成遍布植物整體的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò) [7]。

目前,研究人員所展示的電子玫瑰花已經(jīng)可以經(jīng)得起數(shù)百次充放電,從某種程度上來看,可以達(dá)到超級(jí)電容的電量存儲(chǔ)水平。雖然想要造出小樹一樣的動(dòng)植物嵌合體并不容易,不過植物與機(jī)械或者電子的結(jié)合卻給我們帶來了新的啟示。很多驚世成就最初都誕生自天才一般的狂想,誰敢打包票說,未來以電子植物作為核心的植物電站不會(huì)成為現(xiàn)實(shí)呢。

圖 導(dǎo)電玫瑰花示意圖(圖片來自該實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng))

 《金剛狼3》與人類組織再生

雖然經(jīng)常被質(zhì)疑為只用兩對(duì)大爪子靠蠻力吃飯,金剛狼這一角色還是在休杰克曼的演繹之下成為該系列當(dāng)仁不讓的第一主角。實(shí)際上,金剛狼經(jīng)常被人忽視的特長之一就是強(qiáng)大的組織自我修復(fù)功能。不光能打,還皮實(shí)抗造,巔峰時(shí)期的金剛狼,身體損傷后的再生速度極為迅捷,即便是能毀天滅地的鳳凰女也沒能讓金剛狼傷筋動(dòng)骨。不過,在《金剛狼3》中,他最為仰仗的再生能力卻隨著年齡的衰老而逐漸弱化了,不禁令人產(chǎn)生英雄遲暮的感慨。

那么,人類組織再生的相關(guān)研究,在2017年又有什么最新進(jìn)展呢?

2006年,iPS細(xì)胞初次登上歷史舞臺(tái)。日本京都大學(xué)教授山中伸彌率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)利用基因修飾技術(shù),將已經(jīng)失去了全能分化性的小鼠皮膚成纖維細(xì)胞改造成了具備全能分化性的胚胎干細(xì)胞,從而大大降低組織再生的技術(shù)門檻。

iPS細(xì)胞,即誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cell)。山中伸彌教授特意將I寫成i,是希望該技術(shù)像當(dāng)年風(fēng)靡一時(shí)的iPod一樣,發(fā)揚(yáng)光大。2012年,山中教授也因發(fā)現(xiàn)“成熟細(xì)胞可被重寫成多功能細(xì)胞(即iPS細(xì)胞)”而與約翰•格登爵士一同獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

今年三月末,來自理研和神戶市立醫(yī)療中心的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功利用他人的iPS細(xì)胞培育成的視網(wǎng)膜組織,為患有滲出型老年性黃斑病變的患者實(shí)施了植入手術(shù)。所用iPS細(xì)胞來自于京都大學(xué)iPS細(xì)胞庫,雖然是異體移植,但是排異反應(yīng)將會(huì)非常輕微,術(shù)后病變的視網(wǎng)膜將會(huì)逐漸恢復(fù)正常功能。該研究最初的階段是利用患者自身的iPS細(xì)胞培養(yǎng)成視網(wǎng)膜組織,因此耗費(fèi)時(shí)間長,成本高昂。今年的這項(xiàng)成果將手術(shù)成本降低到了原來的幾十分之一,這被普遍認(rèn)為是iPS細(xì)胞真正開始進(jìn)入臨床的標(biāo)志之一。

同時(shí),iPS細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了相關(guān)的材料研究。今年初,日本科學(xué)家與纖維廠商合作,成功開發(fā)了新一代的iPS細(xì)胞培養(yǎng)基。這種培養(yǎng)基基于纖維材料,具有極高的比表面積,因而有望大大節(jié)約細(xì)胞培育的空間成本。曾經(jīng)一次iPS細(xì)胞移植手術(shù)所需的細(xì)胞量需要上千個(gè)培養(yǎng)皿同時(shí)運(yùn)作,今后利用各種先進(jìn)材料進(jìn)行iPS細(xì)胞的培養(yǎng)將會(huì)大大節(jié)約場地和時(shí)間,將臨床手術(shù)的花費(fèi)降低到普通人可以承受的水平 。

圖 國際iPS細(xì)胞庫構(gòu)想(來源:網(wǎng)絡(luò)) 圖12 纖維培養(yǎng)基(來源:共同社報(bào)道)

2018年,又有幾十部科幻大片等著我們觀賞品鑒。在觀看電影的同時(shí),除了絢麗奪目規(guī)模宏大的視覺場面,那些編劇和導(dǎo)演匠心獨(dú)運(yùn)的發(fā)想以及對(duì)未來科技趨勢(shì)的把握同樣是值得關(guān)注的看點(diǎn)。當(dāng)今世界,科技的發(fā)展時(shí)常超越人類最狂野的想象,能夠生活在這樣一個(gè)可以讓科幻成為現(xiàn)實(shí)的時(shí)代,也算得上是一種幸運(yùn)了吧。

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