男子想把鳄鱼带进棒球场?猪闯进了机场?刺猬也想坐飞机!

百科   科学   2024-08-12 06:00   北京  

每周一,【把科学带回家】的编辑们将为你带来一些有趣的科学短文,帮你轻松地开启这一周!

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【第11期内容】
1. 男子想把鳄鱼带进棒球场?猪闯进了机场?刺猬也想坐飞机!
2. 撑杆跳的杆子烤一烤,就能自动恢复了?
3. 哪种纸最容易割伤你的手?科学家据此发明了“纸刀”,竟然可以用来切菜!

一起看下去吧!如果你最近也有一些有趣的新发现,别忘了留言告诉我们!

审校丨刘六七


男子想把鳄鱼带进棒球场?

猪闯进机场?刺猬也想坐飞机!

撰文丨Skin

动物能改善人类的心情。而从医疗的角度来说,世界上有一些动物则真的扮演着专业医生的角色,这就是辅助治疗动物

早在18世纪后期的英国,一家医院就已经在病房里引入了动物。而如今的一些研究则发现,动物可以改善患者的社交、认知功能和激素水平等生理指标,并在抑郁症、焦虑症、PTSD等症状的治疗中表现出了有用的效果。

我们最常见的治疗动物可能是狗,但实际上,有许多动物已经加入了治疗动物的行列,并且走进了城市中的各个场所。

在美国的旧金山国际机场,你将在航站楼中看到一支由治疗动物组成的“摇尾巴小队”,一群经过训练和认证的治疗犬穿着Pet me字样的背心将与旅客互动。2016年,这个小队引入了一只名为Lilou的治疗猪。

旧金山国际机场的Lilou治疗猪。|rocketcitynow

而在许多学校里,狗也被用来作为安抚孩子们情绪的动物。2023年的新闻中提到,一些小学生早上不愿意上学或者进教室,但在治疗犬的陪伴下,他们高高兴兴地走进了教室。而在2019年,纽约州立大学普拉茨堡分校为了减轻同学们期末考试周的学习压力,则引进了一群驴,让学生们抚摸和拥抱它们,减轻自己的压力。
当然这其中也有意外。2023年,美国一位70岁老人牵着一条1.5米长的鳄鱼走入棒球场看比赛,结果却被安保人员拦了下来,因为场馆规定:除一些经过认证的服务犬外,禁止携带其他动物。但这名男子说,这只名叫Wally的鳄鱼其实是经过批准的“服务动物”。不过,由于美国不同州对动物作为宠物的规定不同,作为宠物的鳄鱼在一些地方遭遇了闭门羹。

鳄鱼Wally每天都和他的主人一起生活,一起睡觉。|Halle Sivalingam

常见的治疗动物还有马、兔子、海豚、骆驼等。在今年5月发表的一项研究里,人们还探索了公牛的治愈作用。在研究中,科学家发现牛很友好,在人抚摸互动时很少表现出攻击性,甚至还会主动嗅闻、舔舐人类,研究者还发现在被试者中,公牛更喜欢女性。(?
在这项研究里,人们发现,人和牛相处,不仅能改善人类的心情,而且牛表现出来的压力也会减小
不过,工作中的动物医生也引发了另外一些担忧,因为它们在治疗人的过程中,自己也可能会感到疲劳、压力,或是在和人类相处过程中,产生健康甚至是虐待问题。而研究也表明,就算是辅助治疗动物,如果在工作中休息时间不够,或者长时间进行治疗工作,都会导致更高的压力。劳逸结合对人对动物都很重要啊!
因为乘客们会携带马、猪、孔雀、火鸡、雪貂、昆虫、刺猬等情感支持动物来坐飞机,所以航空公司和交通部门总是面临争议和许多需要考量的风险……

撑杆跳的杆子烤一烤,

就能自动恢复了?

撰文丨Ziv

撑竿跳可以说是奥运会里面最奇怪的运动之一。在比赛中,运动员先举着竿子沿着跑道助跑一段。在达到最佳速度和合适的位置时,他们将竿子往插斗内一插,然后将助跑过程中积累的动能转化为撑竿的弹性势能运动员在竿子的支撑下,腾空起跳,在经过一系列复杂的动作之后越过横杆,安全落地。

前运动员Raffaello Ducceschi绘制的撑杆跳示意图。丨wiki

一开始人们发明撑杆跳,可能并不是为了跳得高,而是为了跳得更远在古代爱尔兰,农民需要撑着竿子跳过河流。德国教师GutsMuths把撑竿跳设计成了类似现在的规则,他也被认为是现代撑竿跳之父。
1896年首届现代奥运会上,就有撑竿跳这种运动。随着撑竿跳技术不断发展,竿子也在与时俱进。最开始的竿子由白蜡木和山核桃木制成,后来竹竿问世,再接着更结实的铝制和钢制的竿子也先后出现。
但那样的撑竿太笨重了,于是人们发明了更轻的玻璃纤维和碳纤维的竿子。它们比木竿和竹竿进步了很多,也安全得多,结实耐用,不容易断裂。不过危险也是存在的。

没想到撑竿这么贵!丨截图-Neuff

在撑竿跳过程中,竿子会被狠狠压弯,呈现一个大大的C形。如果好好保护撑竿跳的竿子,它可以用数年甚至数十年,然而如果操作不当或受到磕碰、踩踏,就很可能出现小裂缝和凹痕。它们不容易被发现,却有巨大隐患
佐治亚格温内特学院发表了一篇论文,提出在撑竿跳的竿子表涂上一层光泽剂的想法。裂缝出现时,这种光泽剂可以释放染色的微型胶囊,给缝隙处涂上颜色,让它们变得更明显,以便运动员及早发现,在发生事故之前及时更换或维护撑竿。

撑竿的内部结构示意图(上)和撑竿破裂时,带有染色剂的消胶囊破裂,给伤处染色的示意图(下)。丨Brandon Winn

还有一些科学家正在努力研发便于修复的撑竿。瑞士复合材料公司CompPair发明了一种HealTech技术,它可以创建可修复表面。这种技术的原理是,当物体被划伤或撞坏时,加热将纤维结合在一起的树脂,就可以将其软化,并让伤痕处慢慢恢复原状
CompPair表示,之前用于实验的复合材料在10分钟之内即可完全修复。如果纤维没有完全断裂,复合材料理论上可以恢复如初。
目前这种技术还没有应用到撑竿跳的竿子上,如何将复合材料制成撑竿还是一个挑战。

割人比刀还疼!

最容易划破手的纸原来是它……

撰文丨阿娴

生活中总是充满大大小小的意外,平时最不起眼的东西——纸张,都能变成伤人利器,在你的手指上划出微小的浅表伤口。然而就是这个不到1厘米的纸张割伤,往往会产生很大的疼痛感。那么,为什么这些小伤口似乎和更严重的伤口一样疼呢

这与割伤本身的大小关系不大,而与我们被纸割伤的身体部位有关

光看图片就觉得好疼啊,幻肢已经在痛了!|memedroid.com

我们的脸、手和指尖神经分布丰富,这意味着它们充满了微小的神经和神经末梢。每根神经纤维都像一根电缆或电话线,在我们的大脑和身体其他部位之间传输着不同类型的信息。指尖这样的身体部位就像北上广——人口密集,电线和电缆纵横交错。北上广发生的小事件可能会使许多人的电力或网络服务中断。
与之相比,我们的背部更像是沙漠的荒凉地区,在那里,汽车撞到电线杆只会影响少数居民的服务。这也就是为什么看起来普普通通的纸张割伤,会让人感到如此剧烈的疼痛——与背部相比,手指、嘴唇或舌头上的纸张割伤会切断更多的神经末梢,激活更多的痛觉感受器

各种厚度不同的纸中,隐藏着一位伤人刺客。|参考资料[4]

一些物理学家脑洞大开,还想知道割伤发生的规律,为什么某些类型的纸张比其他类型的纸张更容易造成割伤。来自丹麦技术大学的研究人员收集了手边各种不同厚度的纸张样本,用它们进行了一系列切割测试。这些纸张包括纸巾、打印纸、书页、照片、名片等,它们的厚度在30微米到220微米之间。
研究人员在弹道明胶板(是一种专门用于模拟人类和动物肌肉组织的材料)上测试了每种纸张的切割能力。最后实验表明,纸张厚度是决定切割效果的最重要参数之一。纸张割伤是切割和弯曲之间微妙平衡的结果,像餐巾纸等相对较薄的纸张,在切割之前通常会弯曲,难以维持自身形状。明信片等较厚的纸张又像钝刀片,它只会使手指皮肤下压变形,而无法将其割开。

滑动的纸片割破弹道凝胶制成的模拟手指。|参考资料[4]

造成割伤的理想纸张厚度约为65微米。在实验中,最接近这个“危险厚度”的是一种点阵打印机用纸,幸运的是,这种纸张现在很少使用。而令人意外的是,杀伤力名列第二与第三的竟然是《Science》与《Nature》期刊,它们的纸页厚度分别为55、50微米,也很接近“危险厚度”。

点阵纸是最容易产生划伤的纸张类型。现在我们常见的A4打印纸厚度大约为100微米,它的划伤能力其实稍低。|参考资料[1]

既然纸片能割破手指,那为什么不用它来切东西呢?科学家根据这一研究结果制作出了一款“纸砍刀”。刀身通过3D打印制成,上面可以用磁铁固定作为一次性刀刃的纸条。这个工具既能切黄瓜、辣椒、苹果,还能切鸡肉,有望成为一种新型厨房工具。

参考资料:

[1]https://www.cabidigitallibrary.org/doi/10.1079/hai.2024.0016

[2]https://www.abc.net.au/news/2023-09-24/therapy-dogs-proved-to-help-school-students-regulation-needed/102890946

[3]https://www.flysfo.com/passengers/services-amenities/wag-brigade

[4]https://www.npr.org/2023/09/29/1202615294/wally-emotional-support-alligator-phillies-game


[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Pole_vault

[2]https://www.wired.com/story/a-self-healing-pole-vault-pole-is-one-great-leap-for-sports-tech/

[3]Bowen, Gloria & Blume, Emma & Killeen, Katie & Winn, Brandon. (2017). The Future of Pole Vaulting. 


[1]https://www.zmescience.com/science/news-science/scientists-uncover-the-physics-behind-paper-cuts-here-are-the-types-of-paper-most-likely-to-cut-you/

[2] https://www.scienceworld.ca/resource/tactile-sensitivity/

[3]https://wexnermedical.osu.edu/blog/why-do-papercuts-hurt-so-much

[4]https://journals.aps.org/pre/accepted/aa072Kc5A071ae0708c39799a466b7d26e3ac2a0e



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