【在花粉中发现的纳米泡沫可以为汽车提供动力并挽救生命】
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在花粉中发现的微小泡沫可用于输送救生药物、制造新材料和清洁环境 。 在针叶树花粉中发现的纳米泡沫具有一系列特性 ， 可能使其成为未来技术的有用材料 。 保护花粉免受损坏的衬里有朝一日可以为您的汽车提供动力 。 博物馆的研究人员与法国和德国的同事一起发现 ， 针叶树花粉的墙壁含有一种天然存在的“纳米泡沫” ， 其孔隙直径不到千分之一毫米 。 这种以前只能人工制造的材料可用于多种用途 ， 包括开发更便宜的电动汽车电池 。 博物馆微古生物学的合著者兼高级策展人斯蒂芬斯图金斯博士说：“以前从未描述过像这样的生物纳米泡沫 。“了解它在花粉细胞壁中的作用很重要 ， 因为它显示了进化如何为植物提供保护 ， 使它们能够随着时间的推移在大规模灭绝和气候波动中幸存下来 。'它的特性也被用于靶向药物输送的制药行业 。 当我们研究针叶树花粉时 ， 它的壁很厚 ， 开花植物的壁薄得多 ， 可能对不同类型的药物有用 。 我们的研究结果可以用于该研究 。 纳米泡沫发现增加了对花粉潜在应用的了解 ， 包括水净化、绝缘和传感器开发 。
什么是仿生学？
花粉结构在技术中的潜在用途是仿生学的一个例子 。 这是一个研究领域 ， 专注于开发受自然界启发的新材料、工艺和设计 。 仿生设计在各个领域都很普遍 ， 但最著名的一种是魔术贴 。 发明家乔治·德梅斯特拉尔声称 ， 他在阿尔卑斯山散步时受到牛蒡子钩子卡在衣服上的启发 ， 以开发紧固件 。 直到今天 ， 大自然仍在继续为服装带来灵感 ， 企鹅羽毛正在被研究以开发出令人难以置信的防水面料 。 除了时尚 ， 蝴蝶翅膀和海藻可以用来创造永恒的油漆 ， 而蜻蜓的翅膀可以帮助开发无人机和飞机的“智能”翅膀 。 花粉已经以孢粉素的形式为开发提供了潜在的材料 。 这种被描述为“植物界的钻石”的天然聚合物对降解和化学反应具有难以置信的抵抗力 。这种结构使花粉尽管体积小 ， 但可以在岩石中保存数亿年 ， 从而为了解古代植物的结构提供了新的思路 。这项研究背后的研究人员希望进一步了解花粉非凡细胞壁的特性 。 虽然以前对细胞壁的研究涉及破坏它 ， 但科学家团队利用显微镜和 X 射线成像技术的发展来更仔细地观察其结构 。
花粉的可能性
为了研究这种结构 ， 博物馆的研究人员前往法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射装置 。 同步加速器是一种粒子加速器 ， 其中带电粒子用于产生强大的 X 射线 ， 可以检查物体的微小细节 。 他们与一群材料科学家一起研究花粉壁的特性 ， 包括其光滑度、柔韧性和化学成分 。 然后将这些在现代花粉和化石花粉之间进行比较 。 研究人员发现花粉壁含有大量的钙 ， 这可能会像在骨骼中一样加强细胞壁 。 他们还发现 ， 古代和现代花粉之间的弹性范围大致相似 ， 这表明纳米泡沫可以保持其特性甚至超过 1.65 亿年 。 如果没有不同科学学科之间的合作 ， 这些发现是不可能实现的 。 博物馆微古生物学的合著者兼首席策展人吉尔斯·米勒博士说：“作为古生物学家 ， 在跨学科项目中与其他类型的科学家合作是非常不寻常的 。 我们经常非常专注于我们自己的主题和领域 ， 所以这让我们大开眼界 。“它提出了一些非常有趣的结果 ， 如果我们只是靠自己完成它 ， 我们可能永远不会发现这些结果 。 ”随着纳米泡沫结构的发现 ， 潜在的应用之一是用于钠离子电池 。 与锂离子电池的设计相似 ， 锂离子电池被用于从电动汽车到笔记本电脑的所有产品中 ， 全球丰富的钠将使它们成为生产可充电电池的一种具有成本效益的方式 。 然而 ， 这些电池可以充电的次数远少于锂电池 。 花粉壁的纳米泡沫结构可以帮助提高钠电池的效率 。
“花粉已被用作电池的阳极 ， ”吉尔斯解释道 。 “它在碳阳极中的泡沫结构使其能够保留一些钠离子 ， 从而使电池能够更有效地运行 。 ”纳米泡沫在纳米级 的混合材料和绝缘中也有可能的作用 。 虽然花粉纳米泡沫具有广阔的前景 ， 但仍有很多科学家不知道 。 例如 ， 虽然针叶树的花粉中有纳米泡沫结构 ， 但其他植物却没有 。 除了结构在花粉中的确切作用等问题之外 ， 科学家们还希望回答为什么会这样 。
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