六一儿童节 来聊聊动画片里的那些科技梗

玲玲草

又到了六一儿童节这个小朋友们最盼望的日子。从能发射“十万伏特”电击的皮卡丘，到争夺“赛博坦”星球“能量块”的变形金刚，再到飞向外星系进行能源探索的赛尔号……动画片陪伴一代又一代小朋友快乐成长。细心的观众也许会发现，动画片里的一些情节似乎都能从现实世界找到影子。那么，在这个特殊的日子里，就让我们来聊聊动画片里的那些科技梗吧。


《宠物小精灵》皮卡丘 灵感或来自“放电高手”电鳗

看过动画片《宠物小精灵》的朋友一定对矮胖矮胖圆咕隆咚的小精灵——皮卡丘印象深刻。尤其是在对战中，它可通过脸上的电气袋释放电能。鲜有对手的“十万伏特”绝招，让许多小朋友艳羡不已。不过，皮卡丘能放电也许并不是作者的凭空想象，自然界真的就有和皮卡丘一样的放电高手——电鳗。


对此，中国科学院动物所副研究员赵亚辉在接受科技日报记者采访时表示，鱼类中确实有不少种类都具有放电功能，既有海水鱼类，也有淡水鱼类。它们主要的放电器官大部分是由肌肉衍生出来的，如电鳗放电器官就是由尾肌转变而来。其放电器官由发电细胞构成，发电细胞在神经中枢指挥下，神经层出现极化逆转，从而产生电流，使得这些细胞就像一个个“小电池”一般。虽然每个发电细胞只能产生约0.1伏电压，但1尾长达2米的电鳗大约有6000个发电细胞，当它们串联在一起后，实测最大发电量可以超过550伏，从而达到电晕甚至电死其它动物的效果。至于电鳗为啥不会电到自己，赵亚辉解释说：“由于电流都会选择从电阻最小的通路经过，所以电鳗在水中放电时，电流会经由水传递，并不会电到它自己。”


值得一提的是，电鳗的放电过程是脉冲式的，并不能持续放电。这一点也与皮卡丘放电后变得虚弱，并且在一段时间内不能再使用绝招的状态相似。


《变形金刚》“能量块” 可燃冰也许是它现实生活原型


动画片《变形金刚》可谓80后的集体记忆，其从1984年首播起至今已有33年的历史。而其中贯彻始终的情节主线，就是汽车人和霸天虎之间对于一种紫色的小方块——“能量块”的争夺。


《变形金刚》中机器人争夺的这种体积小、能量大的“能量块”，在现实生活中也可以找到原型，它就是可燃冰。


可燃冰学名“天然气水合物”，外形像冰块，一旦遇到火，它就可以像固体酒精一样燃烧，但燃烧时间远远长于固体酒精，产生的能量也十分巨大。有专家表示，可燃冰最大的特点就是能量密度高。同等条件下，其产生的能量比煤、石油、天然气要高出数十倍。以生活中常见的汽车为例，如果一辆以天然气为燃料的汽车，一次加100升天然气能跑300公里的话，那么加入相同体积的可燃冰，这辆车就能跑5万公里。


可燃冰是清洁燃料，燃烧后只生成二氧化碳和水，如果替代化石燃料，将有助于解决空气污染的问题。不仅如此，可燃冰储量巨大，广泛分布于全球大洋洋底、陆地冻土层和极地之下。有专家估计，其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍，是一种具有重大战略意义的未来能源。


《赛尔号》探索地外能源 与现今各国瞄准月球能源不谋而合


公元2110年，地球能源已接近枯竭，环境污染日趋严重。为了实现地外星系探索计划，人类制造了能源探索飞船赛尔号……这是动画片《赛尔号》中的情景。


动画片中的情景在未来或许会走进现实。人类对月球的探索一直没有停歇，我国实施了探月工程，美国推进“重返月球”计划，世界各主要航天大国也纷纷提出雄心勃勃的月球探测计划。各国之所以对月球探索这么热衷，原因之一就是现代科学证明，月球资源对人类的生存、发展具有重要战略意义。


据中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远介绍，地球上的石油、煤、天然气等资源终究要耗光，而月球则蕴藏着丰富的能源。他说，月球上一个“白天”大约相当于地球上半个月，表面没有大气、电离层等遮挡，十分利于太阳能的采集。同时月表没有建筑物，可无限铺设太阳能电池板，而且月球太阳能转变为电能后输送到地球的技术也已解决。


月球上特有的矿藏和能源，是对地球资源的重要补充和储备。科学考察探明，月球上已知矿物有100多种，包括大量的铝、镁、钙、钛、硅、钠、铬、钾、锰、锆、钡、钪、铌等，另有5种是地球上没有的。


中国科学院国家天文台研究员郑永春表示，把外太空的资源开采后拿到地球上用，代价非常高昂，而且有些资源，如黄金、铂金等，品质如果不高完全没有必要开采。但有些资源，如月壤中含有的氦-3，如今已被世界公认为是高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料，而且地球上没有，这就有必要拿回来。据了解，氦-3在核磁共振成像设备的超导电磁体冷却、半导体、超导实验、光电子、激光陀螺等领域有着重要作用。但如何把氦-3从月球拿回来，是科学家们首先要解决的问题。


“把外太空资源就地利用。这种方式也许更科学、合理。”郑永春强调。


《美少女战士》V型头饰 记忆合金打造才能与额头紧密贴合


在动画片《美少女战士》中，美少女战士每次变身时都会在额头上出现一个金闪闪的V型头饰。这个头饰能够和额头贴合得如此紧密，有人猜测，一定是由记忆合金做成的。


对此，有专家解释，记忆合金，又称形状记忆合金，是一种在特定条件下变形，之后又能恢复其变形前原始形状的合金材料。这样的特性就好像这块金属对自己之前的样子有记忆一样，所以人们把它叫做记忆合金。


而记忆合金究竟是如何记忆的，科学家表示原理目前还不清楚，只知道其在一定的温度条件下，能恢复原来的形状，而且具有百万次以上的恢复功能。这种合金的另一个独特性质是在特定温度下发生“超弹性”效应，表现为能承载比一般金属大几倍甚至几十倍的可恢复应变。


记忆合金以镍钛记忆合金为典型代表，在医疗、建筑、航空航天等领域应用广泛。例如美国国家航空航天局（NASA）新火星车的车轮，将使用一种由镍钛记忆合金制成的非充气式网状轮胎，它比“好奇”号使用的铝制车轮能承受更大形变与更多载荷。