【探索13】芥子藏須彌  手機滑無限

講師|資策會 吳瑞北執行長 撰文|柯昭儀 智慧型手機問世以前,人們若要外出從事商務活動,總要背著筆記型電腦,一 More »

【CASE電影院】星際效應&模仿遊戲

隨著許多科幻片以及以科學家為題材的電影紛紛上映,觀眾在觀賞的同時,在心中不免也經常出現許多疑問:電影中究竟有那 More »

【數學動腦】馬克杯跟甜甜圈一不一樣?

撰文|吳如峰 常常會有人嘲笑拓樸學家說他們分不清楚馬克杯跟甜甜圈。這是怎麼回事呢?拓樸學家為什麼會搞不清楚這兩 More »

【探索講座】第13期 手機幹嘛這麼聰明?

2015探索基礎科學系列講座第13期-「手機幹嘛這麼聰明?」 Smartphone why so smart? More »

【國際土壤年專題】認識「國際土壤年」

撰文|黃貞祥 泥土,像是默默在付出的英雄,我們平時很少關注到它,甚至在現代化城市生活久了,還會厭惡它,尤其是對 More »

 

【材料科技】光學留聲機

■科學家第一次用非磁性的物質記錄下聲音的資訊。

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圖片出處:Chen, Hao, et al. "Plasmon-Assisted Audio Recording." Scientific reports 5 (2015).

撰文|方程毅

人類自古以來就不斷記錄著各種資訊,從早時候口耳相傳到文字的發明,近代又出現影像及聲音的紀錄,科技的進步讓我們能留給後人的素材越來越多,而儲存資訊的方法也隨著科技的進展日新月異。來自美國伊利諾大學香檳分校(University of Illinois Urbana–Champaign)的Kimani C. Toussaint, Jr.教授便發展出一種新的技術儲存聲音。

Kimani C. Toussaint, Jr.教授使用一種具有特殊現象的金屬結構,這個特殊現象被稱之為電漿子(plasmonics)。電漿子出現在奈米結構的金屬上,在一般我們的認知中,金屬的反射是很高的,就像金或銀這類金屬,如果有一大片金屬,它們的表面都是又亮又光滑,因此一道光打到金屬表面,超過85%的光都會被反射回去。但在金屬奈米結構中,金屬裡的自由電子會有一個特定的共振頻律,假設有一道光打進來,又剛好這道光的頻率(波長)跟自由電子的共振頻率相同,這道光就會被吸收,而導致反射率下降。

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【減碳大作戰】減低二氧化碳卻消耗更多能量?這不合理啊!

■環保意識高漲,有沒有更節能的方法捕捉二氧化碳並將其封存呢?

圖片來源:http://ppt.cc/XxBS

圖片來源:http://ppt.cc/XxBS

撰文|方程毅

人類文明的進步伴隨大量二氧化碳排放並導致溫室效應惡化,這應該是大家再熟悉不過的故事了。聯合國氣候變化框架公約、京都議定書或碳交易等等的出現都是為了解決這項大難題,儘管政治上紛紛擾擾爭論不休,至今都無法凝聚各國共識,但是科學上針對如何減低碳排放量的研究卻是不曾停歇。雖然大家都知道要減碳,但讓二氧化碳排放量減少,可不是說說就能做到,發電廠或工廠也不是說減排就能減排,因此如果我們能把工廠或發電廠產生的二氧化碳封存起來,不讓他們排到空氣中,也不失為一個好辦法,既不會因為減排讓工廠或發電廠的效能降低,又能防止二氧化碳在空氣中的濃度繼續增高。

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【動物百科】脊椎動物也有甲殼素

■甲殼素又名幾丁質,是由β-N-乙醯葡萄糖胺(β-N-acetylglucosamine)所形成的聚合物。它構成真菌的細胞壁以及節肢動物(蝦、蟹、昆蟲等)的外骨骼(exoskeleton)。

幾丁質。圖片來源:wiki

幾丁質。圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

糖的聚合物形成為兩個糖的氫氧基(-OH,hydroxyl group)發生縮合(condensation)反應脫水後形成。當β構形的糖形成1→4聚合物時,由於一號碳與四號碳的氫氧基在平面的不同側,造成聚合物形成後會翻轉成一正一反的狀態(如上圖)。而這樣一正一反的安排,使得β構形的糖形成的聚合物能夠產生許多分子內氫鍵(H-bond),成為直線狀的分子;而一條條分子之間又會形成分子間氫鍵。這麼多的氫鍵使水分無法進入(甲殼素不溶於水),也提升了聚合物本身的強度;節肢動物的甲殼之所以能如此堅硬,都是拜這β糖的鍵結所賜喔!類似的鍵結也發生在纖維素(cellulose),它是β-葡萄糖的聚合物。

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【探索13】以電波之筆描繪無線未來

圖片來源|wikipedia

圖片來源|wikipedia

講師|臺大電機系 陳士元教授
撰文|鄭兆庭

請拿出自己的手機仔細看看,您覺得手機之所以是手機,是因為它具有哪一項功能呢?沒錯,答案很顯然的是無線通訊。即使現在人手一支的手機可以拍照、設定鬧鐘、記載行事曆……,但是其核心功能依舊是講電話或是上網。對比以往有線通訊的年代,講室內電話都得拉著一條線,今天我們拿著手機便可以在路上隨時隨地通話。利用一條看不見的「線」-電磁波,我們終於可以用無線的方式傳遞訊號。本次探索講座,由臺大電機系的陳士元教授主講,分別從電磁波的歷史、手機的發展、天線是什麼、解析柯南的「少年偵探徽章」四個面向,為大家解說無線通訊的基礎。

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【活動快訊】4/28(二)科學史沙龍

indexmainpic_150415這是臺灣第一次請科學家來講科學史的沙龍講座,內容涵蓋物理、數學、天文和考古等學科,看「知識」如何在歷史演繹的過程中,交盪「求真」的火花,不僅饒富趣味,並為聽眾帶來有深度的知識饗宴。

時間:4/28 14:20-17:00
地點:國立臺灣大學思亮館國際會議廳

第一講 【欲窮千里目-伽利略與《遠鏡說》】/邱韻如 副教授(長庚大學通識教育中心)
1609年,伽利略製造天文望遠鏡,並將其對向天際,隔年三月出版《星際信使》,名滿歐洲,其觀天的消息及望遠鏡的實物很快就隨著傳教士傳入中國。

1626年,德國傳教士湯若望與欽天監官員李祖白合著的《遠鏡說》出版,此書之正文分為四個部分:(1)望遠鏡的利用,(2)構成望遠鏡的各透鏡、近視和遠視眼鏡,(3)相關光學原理,(4)望遠鏡的製造、使用和保養說明。
這次演講將介紹伽利略與傳教士們的相識、望遠鏡傳入中國、遠鏡說的內容及資料來源、以及當時中西方的光學概念和發展等相關問題。

第二講 【氮的故事—-哈柏法製氨及其影響】/牟中原 教授(臺灣大學化學系)
19世紀工業革命,造成歐洲的都市化與人口成長。糧食的增產是一大問題。其中最大問題是氮肥的供應。智利硝石的開採及輸入暫時解決了這個問題。但到了二十世紀初,眼看硝石的存量有限,氮肥的供應成為世界性的問題。化學家把眼光集中到空氣中的穩定的氮分子,想辦法把他變成可利用的氮肥。這個想法最早由德國化學家哈伯解決,他利用氫和空氣的氮在高溫高壓下轉換成氨,找到了人造肥料的合成法,能夠使糧食增產。沒想到,第一次世界大戰來臨了,氨也成了黃色炸藥的來源…………..

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【科技應用】用GPS來找暗物質

■全球定位系統(GPS)不只可以用來幫我們找路,告訴我們目前的位置,甚至有可能來幫助我們尋找暗物質(dark matter)。

This two-clocks-illustration shows the pattern of how two atomic clocks would desynchronize and then resynchronize due to a lump of dark matter sweeping through a Global Positioning System or other atomic clock based network. Credit: Andrei Derevianko, University of Nevada, Reno. Read more at: http://phys.org/news/2014-11-elusive-dark-gps-satellites.html#jCp

Credit: Andrei Derevianko, University of Nevada, Reno.

撰文|陳勁豪

根據天文學家的估計,如果把全宇宙的質量跟能量合計,我們用望遠鏡觀察到的所有物質大約占全部的4.9%,而暗物質大約占26.8%,另外68.3%則是屬於暗能量(dark energy)。

事實上,暗物質是種假想的物質型態,因為根據目前的理論,我們根本不知道暗物質是什麼。儘管如此,至少科學家可以告訴我們,暗物質有些什麼特性。首先,這些暗物質因為不與電磁力作用,所以不會反射任何光線,因此沒有辦法被望遠鏡直接觀察到。某種程度而言,這也是它之所以被稱為暗物質的原因。第二,這些暗物質也不會是一些我們用望遠鏡看不到的星際塵埃。的確,星際塵埃也是不會發光,但是我們可以透過分析這些星際塵埃的吸收光譜來發現他們的存在。第三,這些暗物質也不會是一般的反物質。因為如果這些暗物質的確是由反物質所構成的話,那麼我們應該會看到很多因為正反物質相互湮滅所產生的大量X光。

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【人物專訪】從 Android 看見世界 - 郭大維教授專訪

●5/5 郭大維 教授主講:「Android背後的秘密」點此報名!

■一般人對於 Android 的認知,就是一個手機的作業系統,或是一個行動平台。然而在郭大維教授眼中, Android 所代表的意義,以及它所帶來的可能性,遠遠不止如此。在講座開始之前,我們先跟郭老師來一段短短的訪談,請老師說說該怎麼看待 Android 。

_MG_9636撰文|高英哲
攝影|黃道佐

郭大維老師從大學部開始,唸的就是資訊工程。老師進入台大資工系就讀時是第六屆 (1982) ,當時雖然個人電腦才剛問世沒幾年,但已經是熱門科系;只不過雖然大家對電腦感到很好奇,但是對於它會帶來什麼樣的影響,其實並沒有很清楚。許多人以為讀資工學習的就是一門電腦科技,很難料想到日後電腦竟然會成為各行各業不可或缺的工具,為我們的生活帶來如此深遠的影響。電腦已經不是我們一般想像中,書桌旁邊的那個機殼,或是大型電腦中心的龐大機台;舉凡手機、車子、家中的電器與娛樂設備,以及未來發展前景看好的穿戴裝置、醫療器材,背後都需要資訊工程的技術支援。也因此資訊工程的學習,就從以電腦為本位,逐漸轉變成跨領域的應用。

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【食品安全】吃到肚子裡的乳化劑

■常被用於食品中的乳化劑,真的好用又無害嗎?

圖片來源:wikipedia

圖片來源:wikipedia

撰文|駱宛琳

乳化劑是很常見的食品添加劑,舉凡好吃的麵包、蛋糕、冰淇淋,似乎總少不了乳化劑。乳化劑是一種界面活性劑,它同時具有「親水端」跟「親油端」,可以把本來不互溶的油跟水形成穩定的混合液。因此,當食品製作過程需要將油與水均勻混合在一起的時候,就可以加入乳化劑。

在二十世紀中之後,肥胖、代謝症候群、發炎性腸道疾病(Inflammatory bowel diseases)等,似乎成了現代人精緻飲食下的煩惱。 非遺傳因素(例如飲食)被認為是誘發代謝症候群,或是腸道炎症的重要因素之一,而許多加工食品也都不可避免的需要添加乳化劑。美國食品與藥品管理局(FDA)將乳化劑歸類在「一般使用上認為是安全無虞」(generally regarded as safe)的標章底下,並允許乳化劑在食品中的添加量最高可達百分之一。雖然乳化劑被廣泛應用在食品製造,安全性也被FDA認證,但隨著近幾年來大家對食品安全問題愈來愈留心與注意,包括乳化劑在內的常見食品添加物是不是真如我們所預想的那麼「安全」,也成了科學家們關心的研究課題。

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【天文快訊】火星上可能存有液態水

■近日NASA的科學家發表了好奇號(curiosity)火星探測車的最新結果:火星的地表上可能有液態水的存在。

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

撰文|陳勁豪

科學家知道火星的南極跟北極有冰層存在,但是他們更想知道的是,火星上究竟有沒有液態水的存在。從對地球上生命的認識,科學家認為液態水的存在是產生生命的關鍵因素之一,因此科學家希望能夠直接在火星上找到液態水,或是退而求其次,找到可能產生液態水的跡象。

NASA在2011年11月26號發射好奇號火星探測車,並於2012年8月6日成功登陸火星的Gale Crater(4.5895°S 137.4417°E),約略位於火星赤道附近。和之前登陸火星的機會號與精神號相比(各約185公斤),好奇號約900公斤重,攜帶有約80公斤的實驗儀器,相當於是一座在火星的可移動地質實驗室。

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【生物百科】國際超級害蟲「蟲」死誰手?

科羅拉多金花蟲(Colorado potato beetle,Leptinotarsa decemlineata)。 圖片來源:wiki

科羅拉多金花蟲(Colorado potato beetle,Leptinotarsa decemlineata)。
圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

科羅拉多金花蟲(如左圖),看起來還頗為美麗,卻有著「國際超級害蟲」的稱號;原來這種甲蟲雖然源自科羅拉多,由於在許多地區都沒有牠的天敵,使得牠在第一次與第二次世界大戰後,幾乎已經蔓延到全歐(英國除外)。

科羅拉多金花蟲的雌蟲一次大約可產800個卵,不論是幼蟲或是成蟲,都以茄科(solanaceous)植物為食。不只是馬鈴薯的葉片、蕃茄、茄子牠們都很愛,可以把葉子啃到只剩葉柄!糟糕的事是,從二十世紀中葉以後,科羅拉多金花蟲已經對大部分的殺蟲劑發展出抗藥性,也就是說,一旦牠拜訪您家的田園,就要有大損失的心理建設了。臺灣目前似乎尚無牠的「蟲」蹤現跡,希望可以繼續維持下去。

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