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地铁安检是怎么隔着瓶子检测液体的?| 趣问万物

 昵称535749 2021-03-14

把科学带回家

专注于孩子的科普教育03-12 07:30

  撰文 | Mirror

  地铁安检是怎么隔着瓶子检测液体的?

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  图源:Wikimedia Commons

  进地铁时,除了行李要进安检机,液体还得单独取出,让安检人员用专门的检测仪检查,隔着容器几秒钟就能判断你带的液体是否危险。

  液体检测仪并不需要很精确地分析液体成分,只要能将汽油、无水乙醇、硝化甘油等易燃易爆液体和水、饮料等安全液体区分开来即可。

  既然无法直接进行化学分析,那就利用物理性质上的差异。

  不同液体有着不同的介电常数(permittivity)和电导率(conductivity)。例如,易燃易爆液体多为高浓度的有机化合物,导电能力差,而饮料等安全液体通常含水量高,导电能力相对强。

  液体检测仪常用的“准静态计算机断层扫描技术”(Quasistatic Electrical Tomography)正是利用二者的电学特性差异来进行区分。此类检测仪的电极会对容器施加电场,再根据液体反馈的信号分析它的电学特性。这种方法适用于塑料、玻璃等多种材料,甚至可以稍微隔空,但不适用于金属容器。

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  手持式液体检测仪信号灯显示绿色代表安全,红色代表危险 | 图源:Korjenevsky, A. (2007)

  其他检测方式还有发射激光分析液体反射回来的光谱特征(拉曼光谱)、微波识别技术、利用热导率差异,以及荧光淬灭法等等。

  说了这么多复杂的物理检测法,还是生物检测法最简单——来,喝一口吧。

  削山药为什么会手痒?

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  图源:Wikipedia

  削山药的时候要是不戴手套就免不了被山药“削”——接触到山药黏液的皮肤会像被蛰了一样发痒。

  山药的黏液里含有黏多糖等多种物质,但关于其致痒成分的研究很少。有研究人员从山药黏液中提取了一种叫做尿囊素(allantoin)的化学物质,它广泛存在于动植物体内,在每克山药中的含量仅3.567毫克,结晶后呈针状。

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  尿囊素晶体 | 图源:杨雁等(2019)

  研究人员发现,相比注射生理盐水的对照组,注射尿囊素的小鼠会更频繁地抓挠注射部位,由此推测尿囊素可能是山药的致痒成分之一。实验显示,尿囊素会刺激小鼠背根神经节的神经元。

  虽然还不明确山药的致痒成分,但它们基本不耐热,加热便会失活,所以可以放心地吃熟山药。

  小时候的大眼睛为什么越长越小?

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  图源:Pixabay

  拿出婴儿时期的照片,一个个都是大眼萌,长大以后却感觉缩水不少。

  难道眼睛还会越长越小?

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  实际情况正相反,新生儿眼球的平均直径大约16.5毫米,之后会继续生长直到成年,达到24毫米左右的直径。

  当然,眼球大眼睛不一定就显得大,还得上下眼睑开得大,即睑裂(palpebral fissure)大才行。睑裂水平长度和眼球一样随年龄增长得不多——刚出生时大约17.9毫米长,1岁时就有23.5毫米,成年后大约30毫米。睑裂的上下宽度变化比较复杂,在不同发育阶段有增有减。整体上,睑裂在8~16岁时就有成年人大小。

  我们之所以都觉得眼睛没小时候大了,主要还是因为它们没跟上脸变大的进度,在整张脸的比例上小了。而且眼睛周围肌肉和皮肤的衰老、松弛,及各种眼部问题都可能使眼睛显得更小。

  眼睛:不是我不长眼,只怪你太长脸。

  铁本身没有气味,

  那铁腥味是怎么来的?

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  图源:Pixabay

  摸过铁栏杆或使用铁质工具后,手上经常会沾上一股铁腥味。但我们知道铁本身是没有气味的,这种气味其实是我们自己“一手制造”的。

  铁是一种很活泼的金属,当你触碰铁制品时,它就已经在悄悄地与你的皮脂发生反应。

  皮肤的汗液会轻微腐蚀金属,生成铁离子,而暴露在阳光紫外线和空气中的皮脂会产生过氧化物,它会与二价铁离子发生氧化还原反应,生成一种叫做1-辛烯-3-酮(1-octen-2-one)的物质,这种物质具有强烈的土壤、蘑菇和金属气。

  用铁锅炒菜时,食物和铁也会发生此类反应,产生铁腥味。这也解释了为什么血液会带有铁腥味,因为血红蛋白中含有二价铁离子。

  铜臭味也是类似原理,什么铁臭味、铜臭味,其实都是自己的体臭味。 

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