想造龍嗎 科學為你而來
沒有噴火龍的奇幻世界是不完整的。SpaceX公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)甚至想要讓一個半機器人版本成為現(xiàn)實,他于4月25日在twitter上寫道。但是如果有人要制造一條龍,它怎么能得到它的火焰呢?大自然似乎具備了龍點燃世界之火所需的一切條件,不需要噴火器。這種生物只需要一些化學物質(zhì),一些微生物——也許還需要一條沙漠小魚的提示。
火有三個基本的需求:點燃火焰的東西,保持燃燒的燃料和燃燒時與燃料相互作用的氧氣。最后一種成分是最容易找到的。氧氣占地球大氣的21%。更大的挑戰(zhàn)是點燃和助長火焰。
拉斯維加斯內(nèi)華達大學的生物學家Frank van Breukelen指出,要想制造出火花,需要的只是燧石和鋼鐵。如果龍有一個像鳥的胃一樣的器官,它可以儲存吞下的巖石。在鳥類中,這些巖石幫助它們避開牙齒的缺失,使它們能夠分解堅硬的食物。在龍的內(nèi)部,吞下燧石可能會摩擦一些鋼鐵,引發(fā)火焰。van Breukelen說:“也許你擁有的是一種像燧石一樣的鱗片,它們可以互相點擊。”如果火花接近一種非常敏感的燃料,那就足以點燃它。
但有些化學品并不需要最初的火花。自燃分子一接觸空氣就會燃燒起來。德克薩斯州奧斯汀市圣愛德華茲大學的化學家Raychelle Burks說,考慮一下銥元素。當它成為各種分子的一部分時,它會燃燒不同的顏色。其中一個燃燒的是暖色調(diào)的橙色或紅色。另一個則是紫羅蘭色。(這是在喬治·r·r·馬丁(George R.R. Martin)的《權力的游戲》(Game of Thrones)系列中獲得僵尸冰龍藍色火焰的一種方式。)
不幸的是,銥并不常見,尤其是在生物學中。“元素周期表上有很多很酷的元素,但是(生物)只使用了一些,”伯克解釋說。
華盛頓美國大學的化學家馬修·哈廷斯(Matthew Hartings)指出,龍可能會在離家更近的地方發(fā)現(xiàn)其他會自燃的化學物質(zhì)。“如果你生活在一堆巖石中,你就能接觸到大量的鐵。”
鐵能與另一種化學物質(zhì)硫化氫發(fā)生反應。這是一種易燃氣體,聞起來像臭雞蛋,給天王星新的標志性氣味。它存在于原油中。當硫化氫和鐵結(jié)合在一起——例如,在生銹的油管中——結(jié)果就是硫化鐵。把它和空氣結(jié)合,你就得到了爆炸性混合物。當天然氣管道或儲罐爆炸時,硫化鐵有時是罪魁禍首。
另一個爆炸性的選擇來自安妮·麥卡弗里(Anne McCaffrey)的電視劇《珀恩的龍騎士》(The Dragonriders)。McCaffrey描述了她的龍啃咬含磷的巖石,磷是一種由一個磷原子和三個氫原子組成的化學物質(zhì)。在氣體形式中,磷化氫是極易燃的,與氧接觸就會爆炸。它的毒性也很大:僅僅七滴液體就能殺死一個人。
燃燒打嗝
虛構的龍經(jīng)常噴出燃燒的氣體。但是,Hartings說,氣體會帶來問題。他指出,天然氣不斷膨脹,以填補可用空間。為了控制火勢,龍必須承受壓力。
因此,像磷酸鹽這樣的化學物質(zhì)并不是完美的龍火解決方案,Hartings說。磷化氫的沸點是-84°攝氏度(華氏-120°)。在室溫(或龍息)下,這是一種氣體。“你必須真正壓縮它,”他說,讓它成為龍可以儲存和使用的液體。
另外,Hartings指出,氣體是很難控制的。如果一條龍向風里吹了一些熾熱的氣體,火焰可能會回沖到這個生物身上,把它的臉烤焦。他解釋說:“如果你推動的是液體而不是氣體,那么你控制火焰噴射的機會就大得多。”
Hartings指出,液體也可以幫助避免自燃。帶有可燃氣體的液體一接觸空氣就會著火。速度是關鍵。“只要你射得足夠快,(這些)粒子直到離你的臉足夠遠的時候才會撞到空氣中,”他說。
伯克思認為,液體和氣體的結(jié)合可能會更好。在氣溶膠噴霧中,微小的液滴懸浮在加壓的氣體中,當它被釋放出來時,氣體就會噴射出來。如果龍發(fā)射氣溶膠噴霧,它可能看起來像氣體,具有液體的一些特性。伯克指出:“在精細的氣溶膠噴霧中,它看起來就像龍在噴火。”氣溶膠會擴散開來,她說,“它一擊中空氣就會爆炸!”
一些熾熱的東西,一些可疑的東西
自然界中大量的液體會燃燒。生物已經(jīng)產(chǎn)生了兩種可能對龍有用的物質(zhì):乙醇和甲醇。這兩種都是經(jīng)常用作燃料燃燒的酒精。
“當然,我們知道酵母可以制造乙醇,”Hartings說。這些單細胞真菌把糖轉(zhuǎn)化成酒精。這就是它們被用來釀造啤酒和制造其他酒精飲料的原因。一條龍帶著滿滿一肚酵母并不像它看起來那么傻。酵母是生活在人和其他動物體內(nèi)的微生物群落的一部分。
甲醇首先需要甲烷。反芻動物——包括牛、山羊、長頸鹿和鹿——在消化過程中產(chǎn)生甲烷。某些細菌可以將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇,Hartings指出。一條龍的飲食中含有足夠的纖維來制造甲烷,它可以把這些氣體傳遞給它的細菌伙伴,細菌伙伴會把這些氣體轉(zhuǎn)化成甲醇。
但是這些細菌同事可能根本就不需要。魔鬼洞里的小魚根本不在乎它們。這種魚是一種在“魔鬼洞”(Devil’s Hole)——內(nèi)華達一個天然加熱池中發(fā)現(xiàn)的非常罕見的小物種。van Breukelen和他的同事已經(jīng)證明,這種魚可以在必要的時候自己釀造威士忌。
魔鬼洞的氣溫達到33°C(91°F)。一開始水中只有很少的氧氣。當天氣變熱時,氧氣含量會下降得更低,以至于魚無法呼吸。所以蛹魚停止使用氧氣。相反,它們以厭氧方式產(chǎn)生能量,不需要氧氣。在這個過程中,他們的身體產(chǎn)生乙醇。
van Bruekelen和他的同事在2015年的《實驗生物學雜志》(Journal of Experimental Biology)上發(fā)表了一篇研究報告。
在類似的情況下,一條龍可以生產(chǎn)乙醇。然而,van Breukelen說,事情并沒有那么簡單。“我認為沒有辦法保存乙醇。我不認為你能儲存它,”他說。原因是:它滲透了一切。他解釋說,乙醇“直接穿過細胞膜”。這些包括圍繞細胞和器官的細胞膜。當蛹生下乙醇時,這種化學物質(zhì)會在整個魚體內(nèi)循環(huán)。它不會作為濃縮物聚集在某些囊或器官中。因此,任何制造乙醇的龍都很難儲存足夠多的乙醇以使火焰燃燒起來。
pupfish不會讓世界著火,龍也不會。一個是小魚,另一個不是真的。但如果穆斯克想要弄清楚如何讓他的半機械人龍照亮世界,他不需要看化石燃料。大自然保護了他。
推薦內(nèi)容
-
哥哥自學造假幣弟弟拿出去花 民警拿起一看驚了內(nèi)幕實在令人震驚
說到假鈔假幣,相信大家并不陌生。而且對于那些制造假幣和使用假幣的人更是深惡痛絕,近日,這個假幣制造窩點被警方一網(wǎng)打盡。劉某看似平平
-
今年208家房企破產(chǎn) 房價會下跌嗎?
房企破產(chǎn),不再是新鮮事,而疫情加速了房地產(chǎn)行業(yè)的洗牌。據(jù)最新資料顯示,截至6月初全國已經(jīng)有208家房企宣布破產(chǎn),跟去年同期在一個水平。
-
7月21日江蘇南京疫情最新數(shù)據(jù)公布 江蘇新增本土確診病例7例
國內(nèi)疫情控制得很好,風險度是逐漸下降,但個別地方還是會有零散的病例發(fā)生。據(jù)最新消息顯示,7月20日0時-21日8時,江蘇新增本土確診病例7例
-
2020520是表白日 你表白了嗎?
千年一遇的2020年5月20號表白日來了!2020520諧音:愛你愛你我愛你! 時間賦予我們很多表達愛的日子,就是讓我們在平凡無奇的生活中給日子增加
-
成都桂花樹被砍處理結(jié)果公布 成都桂花樹被砍最新進展2020
【 成都桂花樹被砍處理結(jié)果公布 】桂花巷位于成都市核心城區(qū),是一條近千米的小巷,離著名的寬窄巷子景區(qū),僅有一街之隔,清代時稱丹桂胡同。而
-
徐穗珍校園暴力事件始末介紹 gidle女團成員資料徐穗珍個人背景
【摘要】校園欺凌是發(fā)生在校園內(nèi)外、以學生為參與主體的一種攻擊性行為,它既包括直接欺凌也包括間接欺凌。校園欺凌不等同于校園暴力,...
-
這個病毒傳染性強危害大,且無特效藥,要這樣預防
這個病毒傳染性強危害大,且無特效藥,要這樣預防 原標題:這個病毒傳染性強危害大,且無特效藥,要這樣預
-
7月27日隴川章鳳主城區(qū)疫情最新數(shù)消息公布 云南章鳳主城區(qū)開展
【摘要】合理安排出行,減少不必要的聚集。如非必須,盡量不前往疫情中高風險地區(qū)。如確需前往,請務必做好個人防護。人民網(wǎng)隴川7月27日電
-
天眼發(fā)現(xiàn)2.6萬光年外蜘蛛脈沖星 中國天眼資料簡介
說起中國天眼想必大家應該都不陌生,他是2016年9月21日建成,2020年1月11日正式投入使用。昨天,記者從中國科學院國家天文臺獲悉,天文工作
-
7月12日臺灣疫情最新數(shù)據(jù)公布 臺灣新增23例本土新冠肺炎確診病例
臺灣新增23例本土新冠肺炎確診病例,新增1例死亡。那么,對于臺灣疫情的這個話題,今天的你是否也在關注著?究竟怎么回事?下面跟小編一起來