北京8月14日電 (記者 孫自法)國際學術期刊《自然》最新發表一篇工程學論文稱,研究人員研發出一種小型太陽能漂浮裝置,或可在大氣層高處支持相關儀器設備。這種裝置利用光泳無需傳統燃料維持高度,可用於空間天氣監測和火星探索等,應用潛力巨大。 該論文介紹,光泳(Photophoresis)是一種氣體(或液體)中懸浮的顆粒被光加熱後產生的運動力,人們已經知道這種原理超過百年,但直到近期才開始探索它的實際用途。在地球大氣層上層,空氣十分稀薄,光泳的力強到足以讓小型物體漂浮。但迄今為止,大多數實驗都集中在非常小而輕的材料上,將之擴展到更大、更實用的大型設備一直是個挑戰。 本次研究成果及相關應用的想像示意圖(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖 在本項研究中,論文通訊作者、美國哈佛大學Benjamin C. Schafer和同事及合作者設計建造了一種新型飛行結構,由兩片薄而多孔的膜通過微小的垂直支撐連接而成。結合計算機建模和實驗室實驗優化光泳力後,他們製作出一個寬1釐米的圓盤,能夠在與高空陽光強度相當的光照下懸浮。 論文作者還提出一種3釐米寬的版本,計算機模型顯示它白天在75公裡高空能夠攜帶10毫克的載重,足以支撐包含射頻天線、太陽能電池和集成電路的小型通信系統。 論文作者總結表示,這項研究發現凸顯了光泳飛行作為監測地球大氣甚至探索其他行星的工具的潛力。他們認為,現在的火星運輸成本每公斤超過10萬美元,而相比專門的火星衛星,光泳裝置在尺寸、重量和功耗方面均有顯著優勢,未來可用於執行傳感和通信任務。 他們透露,光泳飛行器未來的設計,可以包含導航系統、增加載荷能力和運行時長,以及執行更大規模的任務。(完)
夜幕降臨,上海世博文化公園內的溫室花園漸次亮起星光般的燈火。每晚上演的「溫室奇妙夜」活動將植物與光影、科技與自然編織成沉浸式生態奇境,為申城市民的夏夜生活增添了一抹靈動的綠意與浪漫。 走進夜遊時段的溫室花園,仿佛踏入星際童話的現場,從霧氣氤氳的雨林深處到光影變幻的沙洲之門,從錯落有致的柱子叢林到夢幻璀璨的水下連廊,每一段路徑都是劇情的延伸,每一株植物都是故事的參與者。 此次光影夜遊的設計理念並非簡單的燈光裝飾,而是讓植物成為光影的主角。早在建設初期,園方便在綠植間暗藏了經過「消影」處理的聲光電設備,白天隱身於生態景觀中,入夜後便與植物共同構建出奇幻場景。 19時亮燈時刻,光影漸次鋪開,旅人蕉的葉片成為天然幕布,捕蠅草的捕食瞬間被燈光放大,蘭花在特定波長的光照下呈現出白天難見的螢光色澤,讓遊客直觀感受植物夜間的「生命律動」。 夜遊中的互動設計更添趣味。在「柱子叢林」區域,觸摸特定光柱會觸發植物生長音效,配合霧氣噴射營造出「雨林甦醒」的瞬間;水下連廊的透明玻璃外,燈光模擬的「星光魚群」與真實水草交織,遊客的身影經過時,「魚群」還會隨之遊動。這種虛實結合的設計,讓不少遊客駐足流連,用手機記錄下這些奇妙瞬間。 為讓市民暢享夏夜時光,園方推出「一票通」遊覽服務。值得一提的是,19:00起,夜遊遊客可在連廊檢票處實名領取羅丹藝術中心展覽門票,實現「一園遊覽+一館觀展」的雙重文化體驗。 「原本擔心晚上出行不便,沒想到從停車場到園區入口都有清晰指引,短駁車更省時省力。」第一次體驗夜遊的李先生說,他先在溫室花園感受了生態奇境,隨後乘短駁車前往羅丹藝術中心逛市集,最後在星光草坪看完露天電影才返程,「一張交通卡就能玩轉整個公園,太方便了。」 溫室花園夜遊的火爆,是上海世博文化公園「璀璨之夜」系列活動的縮影。作為城市生態文化地標,公園以夜遊為紐帶,將自然保護與文化體驗有機融合。在溫室花園內,所有燈光設備均採用低能耗LED光源,照射角度經過精準測算,避免幹擾植物夜間代謝;科普解說牌特別標註了植物的「晝伏夜出」特性,讓遊客了解生態平衡的重要性。 園方還特別設計了「植物夜間觀察」科普路線,在鳳梨科植物區設置紅外感應燈,遊客靠近時會自動亮起柔和燈光,既方便觀賞又不影響植物休息;蘭花園的燈光則模擬月光光譜,確保蘭花在自然節律下完成夜間呼吸作用。這種細緻的生態考量,讓夜遊成為生動的環保課堂。 針對暑期親子群體,溫室花園每周日晚推出「小小植物偵探」活動,孩子們在專業講解員帶領下,使用手電筒(園方提供,光線經過特殊處理)觀察植物夜間狀態,記錄葉片開合、花朵閉合等現象。來自黃浦區的小學生劉知逸作為溫室花園第一百萬名遊客,在參與活動後說:「原來晚上的植物和白天不一樣,它們也在『睡覺』和『工作』,太神奇了。」隨著「溫室奇妙夜」的持續升溫,越來越多的市民在夏夜走進這片星光下的生態奇境。當燈光為植物披上夢幻霓裳,當笑聲在光影中迴蕩,上海溫室花園夜遊正以獨特的生態魅力為市民提供全新的選擇,讓每個走進這裡的人,都能在星光與綠意的交織中找到屬於自己的夏夜快樂。
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