显微镜下的钻石微粒显示1.3万年前北美遭彗星毁灭性撞击

据英国《每日邮报》报道,日前,科学家声称,北美洲土壤中存在的钻石微粒显微镜下证实了1.3万年前地球曾与燃烧的彗星发生碰撞,碰撞结果导致北美洲早期人类消亡.

　　依据这项颇具争议的研究,此次彗星碰撞还导致数十种动物灭绝,比如:猛犸,使1.3万年前的冰河时代在全球范围内延伸.然而,北美洲早期人类的克洛维斯文明(Clovis culture)在这次彗星碰撞事件中彻底消失.

　　这些钻石微粒非常微小,仅能在电子显微镜下才能肉眼可见.据悉,这些纳米级钻石微粒存在于北美洲地区地下数英尺,其中一处挖掘地点位于美国亚利桑那州默里温泉地区的克洛维斯文明遗址.研究人员称,这样的钻石微粒形成于一次宇宙爆炸,在高温和高压状态下形成的.

 

1.3万年前一颗巨大的彗星碰撞北美洲导致该地区绝大多数物种的消亡

科学家发现纳米级钻石微粒的考古遗址

曾经游荡在北美洲的猛犸在此次彗星碰撞中消失

　　研究人员发现1.3万年前一颗罕见"蜂窝状"彗星坠落在北美洲大陆,融化了曾经覆盖北美洲五大湖地区的冰川,形成了巨大的洪水流向密西西比河.此次彗星碰撞形成的巨大水浪对大西洋产生了显著影响,出现了冰河时期著名的"新仙女木事件"(Younger Dryas).使得冰川再度扩张,海平面再度下降.

　　这次彗星碰撞事件暗示着0.65亿年前一颗巨大彗星碰撞可以导致恐龙在地球上消失.该项研究报告合著作者之一的地球物理学家艾伦·韦斯特(Allen West)说:"我们可以想像到这些火球在空中爆炸.克洛维斯猎人站在山头上吃惊地看着这些从天而降的火球,当这些火球坠落在地面上爆炸,形成一股无法抵御的冲击波,抹杀了1.3万年前北美洲的远古生命.这种爆炸很可能是无声的,但它是壮观的爆炸事件,释放出耀眼的光芒,甚至比太阳还要亮."

　　韦斯特在《华盛顿邮报》记者采访时说:"彗星碰撞北美洲地区将产生辐射热,这种强烈的辐射热至少会烧伤动物的身体,严重的情况下会将动物化为灰烬.此次彗星碰撞导致北美洲35种哺乳动物灭绝,比如:猛犸、乳齿象、剑齿虎、地懒、美洲骆驼、短脸熊、巨型海狸和美洲狮等."

　　这项研究是由美国俄勒冈州大学、加州大学、北亚利桑那州大学、俄克拉荷马州大学和德保尔大学的考古学家和地质学家共同完成的.该显微镜研究报告发表在1月3日出版的《自然》杂志上.俄勒冈州大学考古学家道格拉斯·凯纳特(Douglas Kennett)说:"这项最新研究发现强有力地证实了12.9万年前彗星碰撞事件,此次灾难导致北美洲早期人类、植物和动物的消失."

　　然而,一些批判人士认为彗星碰撞北美洲形成地球气候变迁的证据不足,他们称类似这样的彗星碰撞将在地面上形成某种类型的弹坑.[上海光学仪器厂]

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显微镜下的牛奶

 奶是哺乳动物分泌的一种用来喂养幼子的液体.液体食用起来比较方便,不过也意味着奶中营养物质的含量比成年动物的食物中的要少.比如,牛奶中蛋白质含量为3-4％,脂肪4-4.5％,乳糖4.5％.奶不透明是因为其中含有许许多多微小的酪蛋白颗粒,直径约为100nm,还含有更大一些的脂肪球.这些微粒都是不透光的,它们密布于奶中,因此奶就不透明了.奶是白色的是因为奶能够等量的散射所有波长的可见光,我们看到的就是白色.

    每个人都知道牛奶是液体,但是为什么牛奶是白色的,而且不透明呢?为什么牛奶会泛着淡淡的黄色?为什么牛奶会凝固,是怎样凝固的?酸奶和奶酪都是由牛奶做成的,为什么会有那么大的差别?酸奶和奶酪中都含有活细菌吗?为什么呢?这些问题的答案现在都能够在互联网上找到.

    牛奶中的淡黄色是来自于脂肪.牛奶中脂肪球的直径约为3-5微米,最大可达15微米(见图).若奶牛的饲料中包括富含胡萝卜素的食物,比如青草和干草,那么牛奶中维生素A的含量就会增加,因而泛着淡淡的黄色.

    脂肪球可以在光学显微镜下观察到,不过酪蛋白颗粒就太小了.一般试验室的过滤器无法过滤酪蛋白颗粒,需要采用超滤法来浓缩酪蛋白,现在已经有工业规模的酪蛋白浓缩生产.

    奶中还含有许多微小的无法观察到的成分,甚至在电子显微镜下也看不到,但是它们对人类膳食以及乳品加工来说都很重要.包括乳清蛋白(α－乳清蛋白,β－乳球蛋白),乳糖,矿物质,和维生素.

    新鲜的生奶含有乳酸菌和其它一些微生物,不过这时,它们通常被看作污染物.巴氏杀菌(通常为63℃,至少30分钟)能够杀灭奶中的细菌,使奶更加安全和稳定,即增加了奶的货架期.采用超高温消毒法(110℃,30-40min;130℃,30s;150℃,<1s)的奶有着更长的货架期.当奶酸化后,就会凝固,可以通过乳酸菌发酵来酸化,也可以通过直接添加有机酸.

    酪蛋白胶粒,乳清蛋白,和脂肪球是绝大多数乳制品的主要成分.可以分为两类:

    1.以脂肪为主的产品:各式各样的奶油,包括搅打奶油,冰激凌,黄油.

    2.以蛋白质为主的产品:酸奶,奶酪   

    酪蛋白胶粒由更小的亚胶粒构成,一个酪蛋白胶粒的模型能够很好的说明它的结构,以及凝聚的机理.酸奶和干酪的主要成分就是酪蛋白胶粒.

    酪蛋白胶粒在新鲜奶中是稳定的,既不会沉淀,也不会在奶表面凝结.它们在不断的运动,与其它的酪蛋白胶粒或者脂肪球发生碰撞,之后改变运动方向.这种运动的距离是很短的,平均只有酪蛋白胶粒直径的3倍长,就会发生碰撞.在炼乳中,距离就更短了,只有直径的1倍.

    主要的两种乳清蛋白是α-乳清蛋白和β-乳球蛋白,它们都具有很高的营养价值,因为它们含有含硫元素的氨基酸,包括半胱氨酸,胱氨酸,和蛋氨酸.

    蛋白质是由氨基酸构成的长链,有20种不同的氨基酸.人体内约有50000种蛋白质,在天然状态下,蛋白质是很容易发生形变的.当α－乳清蛋白完全折叠时,它仅仅作为营养物质,然而,当它部分折叠时,则具有摧毁病原菌和癌症细胞的能力.在这个例子里,我们能发现α－乳清蛋白在哺育幼子和抵抗感染两个方面之间有着奇妙的联系.

    最近研究人员又发现α－乳清蛋白的一种有趣的特性.研究人员在研究人乳的微生物学特性时,也使用了癌症细胞,他们发现癌症细胞在人乳中凋亡,凋亡是一种正常的生理现象,细胞崩解,其中的物质则被再次利用.研究人员发现引起癌症细胞凋亡的就是α－乳清蛋白,α－乳清蛋白可以转变为一种引起细胞凋亡的蛋白质.

    β－乳球蛋白是乳清中含量最多的蛋白质,约为6g/L.这种蛋白质具有一些功能特性,比如加热时,使乳清凝结.

    在乳中,脂肪球是被一层膜包裹着的,这层膜内侧为亲脂物质,与脂肪连接,而外侧则为亲水物质,与水性的介质接触.这层膜避免了脂肪球的凝聚.由于脂肪的密度比乳清小,所以脂肪球在乳中会缓慢的上浮,所以不需要经过什么特殊的处理,就能够收集到乳中大部分的脂肪.收集到的这些脂肪被称为"奶油",而剩下的奶被称为"脱脂奶".如果把脂肪球打碎成更小的颗粒,那么这些颗粒就会受到布朗运动的影响,从而不会上浮.

    这种把脂肪球打碎的工艺叫做"均质化",通过"均质化"能够把脂肪球打碎成直径约为1-2微米的颗粒."均质化"对乳有两个影响:

    1.使原来脂肪球表面的保护膜破碎

    2.使脂肪球更小,这样就不会上浮

    当原来的大脂肪球破裂后,脂肪颗粒的总表面积会增加6倍,而体积不变.这样一来,脂肪颗粒会有一部分表面裸露在外,裸露的部分会迅速的结合乳中的蛋白质,形成新的膜,就可以避免脂肪颗粒的凝聚.

 本文关键词:显微镜,牛奶

 

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[显微镜]可用肉眼看到单个原子的显微镜

 

两个金晶原子以复杂的排列方式组合在一起，它们之间的距离为2.3埃

    据国外媒体报道,美国能源部国家电子显微镜中心(NCEM)最近装配完成了世界上性能最强大的电子显微镜,该显微镜的分辨率可以达到0.5埃(1埃为一亿分之一厘米)。通过这台显微镜,科学家们可以观测到比单个氢原子还要小的微小物体。

    在这个名为“TEAM”的项目中,美国电子显微学领域最有实力的五家主要实验室··劳伦斯伯克力国家实验室、阿贡国家实验室、橡树岭国家实验室,伊利诺大学的弗雷德里克·塞兹材料研究室··通力合作,并筛选出总部位于俄勒冈波特兰市的FEI公司和德国海德堡的CEOS为研发伙伴。目前,“TEAM 0.5”显微镜的基础系统已投入使用,补充部件和设备即将完成组建和调试,其中包括世界顶级的控制室显示器,它可以在类似高清宽屏TV的平板显示器上显示显微镜下的样本。在一系列庞大而严格的测试和调试后,“TEAM 0.5”将于2008年10月份提供给公众用户使用。

    在正式装配前,“TEAM 0.5”在美国FEI公司接受了初步的测试。美国国家电子显微术研究中心的克里斯汀·基斯洛夫斯基对“TEAM 0.5”显微镜解析单个原子的性能进行了测试,并精确地以三维模式定位出了原子的位置。他成功地获得了由几十个原子宽的“纳米桥”连接的两个金晶体的一连串图像,从不同的方位来看,单个金原子的位置都有变化。“TEAM 0.5”异常高的解析度充分体现了科技进步,其中包括超稳定的电子技术、改进的像差修正技术以及亮度极高的电子源。

    “TEAM”项目的科学总监、美国伯克力国家显微镜中心主任乌利·达赫门说,“TEAM协作团体考察了FEI公司,以及公司的发展规划和在尖端电子光学上的历史记录,得出结论该公司是促成这项热望中的计划成功的最佳伙伴。FEI公司全新的矫正器专用平台,因为能满足像差矫正仪器严格的稳定性要求,是TEAM显微镜的最可行的出发点。有FEI公司作为合作伙伴,我们有信心实现TEAM计划的挑战性目标。科研人员和工业界用户的最大收益之一,是新平台所提供的极为重要的变通性,以适应于今后的部件升级发展。将来FEI公司和TEAM计划所做的(扫描)透射电镜技术革新,能在这一系统上进行翻新改造。”

    这台高性能显微镜的生产商、美国FEI公司董事长瓦赫·萨基斯安说,“我们公司被最有威望和国际声誉的TEAM计划选中,我们对此感到非常自豪。这将给我们机会以提升我们的电子光学产品性能,保持在高分辨成像和分析领域的世界领先地位,保持纳米技术时代的重要设备厂商地位。FEI公司承诺：通过与TEAM计划等的合作,与CEOS公司的联系,我们将竭尽全力完成任务。TEAM计划首肯了我们常规推广的、用于超高分辨率的300千伏(扫描)透射专用矫正电子显微镜。近年来,我们一直致力于开发具有前所未闻的可靠性和不可比拟的重复性的系统。在此过程中,我们认真听取了TEAM伙伴和其它(扫描)透射电子显微镜科学泰斗的建议。我们的新矫正器专用平台就已被TEAM选中。我们坚信,我们将会研制出性能更好、分辨率更高的电子显微镜". 

                               本文关键字:美国,电子显微镜

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