5項日常生活難題不再令人氣結!

科學家的研究不但以出人意表的方式解決惱人問題,更帶來諸多嶄新思維
取自Mental Floss

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打蒼蠅

蒼蠅如何於瞬間智取人類

凡有捲起報紙打蒼蠅的經驗,一定知道蒼蠅多麼來無影去無蹤,似乎永遠知道人們會從哪個方向發動攻擊,又該如何全身而退。

「蒼蠅精於此道,」華盛頓大學生物學教授麥可.迪金森說。他為了鑽研蒼蠅的行動,設法把蒼蠅誘騙進圓管裏,管子盡頭是一座小平台,有個圓盤能從前後左右拍打蒼蠅,一旁則裝有高速攝影機,記錄蒼蠅面對攻擊迫近時的反應。

測試過成千上百隻蒼蠅後,他發現一個有趣的現象:蒼蠅警覺到危險後,會在三百毫秒內做好「調整姿勢」的準備。如果拍子迎面而來,牠中間兩腳會向前推,變成倒飛以閃避危險;如果拍子從後方來,中間兩腳則會向後蹬,朝前方飛去。蒼蠅或許是愛好狗便的逐臭之夫,但同時也是優雅纖細的芭蕾舞伶。

迪金森喜歡研究打蒼蠅的學問,好處不止於維持辦公室乾淨而已。其他領域的專家從中取經,打造出能模仿蒼蠅靈活動作與飛行模式的微型機器人。軍方對迪金森的研究也很感興趣,希望能借重相關發現,研發出反應時間更短的無人機,進而減少傳統軍機的需求,以保障士兵的安全。

其實,迪金森並不討厭蒼蠅,反而會盡可能讓牠們活下來。「我通常會觀察牠們清潔身體、搖頭晃腦的行為。每次遇到有人趕蒼蠅,我就不高興。」

Judy Dutton◎撰


防曬更簡易

珊瑚礁的特殊成分能創造新的防曬乳,並有助遏止全球饑荒

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去海灘戲水,任誰都不喜歡得時時塗抹防曬乳,但此舉確有必要。每年死於非黑色素瘤皮膚癌的人成千上萬,其中多達九成都與紫外線照射過度有關。雖然大多數人都知道防曬乳該怎麼擦,但擦得好不好另當別論。

倫敦大學國王學院的製藥專家保羅.隆恩為解決這個問題,發明了效果持久的防曬藥丸。防曬產品用抹的不均勻、用噴的黏呼呼,為此隆恩找出跌破眾人眼鏡的救星||就是珊瑚。沒想到珊瑚這種微小的海洋動物不但是浮潛時看到的旖旎風光,還有一項日光浴愛好者求之不得的本領:能耐受強烈的紫外線照射,卻不會對健康產生負面影響。隆恩說,祕訣就在生長於珊瑚內的藻類。這種藻類會觸發珊瑚礁產生具防曬效果的化合物,藉以保護珊瑚羣,而當魚在珊瑚礁裏頭覓食時,這種化合物也會透過食物鏈傳播出去。

對魚有效,對人類也可行嗎?隆恩說:「絕對值得想像。如果研究結果符合預期,就能研發出一種防曬藥丸,各種防曬係數應有盡有。」

事實上,隆恩研究團隊的進展超乎想像。隆恩在實驗室裏複製珊瑚的基因碼,植入細菌,製造出大量具神奇防曬功效的氨基酸。有家藥廠目前正與實驗室洽談,計畫將此防曬藥丸商品化,並可望在二○一六年暑假上市。

隆恩相信,這種化合物可以有更廣泛(甚至更出人意表)的應用層面,包括解決全球饑荒問題。在日照強烈、耕種不易的農地裏,理論上,這種氨基酸可用來保護莊稼。但至少第一步已經能讓游泳更加盡興,再也不必每隔兩小時就起來抹防曬乳。

Katherine Laidlaw◎撰


無痛OK繃

如何避免膠帶傷害脆弱的皮膚,得向壁虎學習

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大家都體驗過撕下醫療用膠帶的刺痛感,但對某些病人來說,這動作甚至帶有危險性。比方說,早產兒和老人家的皮膚比較脆弱,用力撕下繃帶和膠帶,可能會嚴重刺激皮膚,導致受傷,甚至留下永久性疤痕。事實上,每年因醫療用膠帶造成的受傷案例,據估計單單美國就有一百五十萬起。

「這是新生兒科醫護人員都知道的問題,」哈佛醫學院教授傑佛瑞.卡普說,「大家都渴望有種膠帶能將醫療設備固定在皮膚上,又不會造成傷害。」基於這樣的需求,卡普和他主持的實驗室正在研發一種新技術,希望讓撕膠帶變得更省事。

傳統的醫療用膠帶是在背襯上直接塗黏着劑,但卡普新產品的特殊之處在於多了一道中間層,能夠吸收撕下膠帶時最猛的力道(而非直接作用於皮膚上),因而能將傷害減至最低。

需要拿下膠帶時一撕就落,皮膚上只剩少量黏着劑殘留,撲點爽身粉或稍微搓一下就會脫落。

卡普針對黏着劑技術的創新不只限於這款新型膠帶,他在二○○八年就曾因發明一款手術用膠帶而上了新聞頭條。這款手術膠帶仿效壁虎腳底的細微鱗片,表面黏着力高,讓膠帶能緊緊黏附於棘手的傷口上,例如心臟和肺部的溼組織。更高明的是,膠帶以生物可分解的材質製成,一段時間後會自然崩解。也就是說,由於沒有縫線與傳統的醫療用膠帶,醫生不必回頭進行術後處理。如果卡普的無痛膠帶能延續之前的突破,以後病人要比喻「長痛不如短痛」時,就得找新的詞彙了。

Liana Aghajanian◎撰


蚊子別來

掌握蚊子的吸引力法則,可望抑制瘧疾等疫病

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每次野餐總有蚊子來殺風景,但在其他地區,蚊子成雷不只討厭,還可能釀成大規模的健康問題。全球每年有超過一百萬人死於蚊子傳播的疾病,例如瘧疾、登革熱、黃熱病等。

用DDT之類的殺蟲劑來滅蚊固然有效,卻會產生嚴重副作用,危害大自然甚至危及人體健康。對於如何杜絕蚊子滋生與疾病蔓延,神經生物學家萊斯莉.沃絲爾另有解決之道。「想控制蚊子的行為,我相信要先了解蚊子感知人類的方式,」她說。

任職於紐約市洛克菲勒大學的沃絲爾,與同事在實驗室研究蚊子選擇叮咬對象的化學感知過程。蚊子如何感覺熱氣、濕度、二氧化碳,以及人的體味?為何蚊子特別喜歡某一類型的人?為了找出答案,研究人員當真付出不少血汗!沃絲爾與研究團隊為研究蚊子如何評估人體體味,有時會在手臂套上尼龍絲襪,整整一天不洗澡以製造體味。

接下來的第二階段可就難了。他們將手腳放進蚊子槽,研究蚊子停在人體上、叮咬、吸血的行為,然後記錄蚊子的行動如何因自身基因與研究人員皮膚特質的差異而改變。基於實驗所需,有時叮一下即可,有時要整整被叮四百下。研究雄蚊比較輕鬆,原因是雄蚊不吸血,用蜂蜜就能測試牠們的嗅覺。

沃絲爾的團隊也開始研究蚊子選擇特定叮咬對象時,是否受到基因影響。有鑑於二氧化碳容易引來蚊子,沃絲爾甚至培育出無法感知二氧化碳的新品種。「藉由基因來培育突變的蚊子,我們可以精確記錄二氧化碳為何能吸引蚊子叮人,過程又是如何發生的?」她說。       

L. A. ◎撰


耳機線不打結

讓耳機線不打結的訣竅,或許也能消弭發炎

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您曾從口袋拿出iPod,卻發現耳機線纏成一團嗎?英國阿斯頓大學物理學家羅伯.馬修斯每次端詳打結的耳機線時,都會想到一種體積更小、但更舉足輕重的標的。他說:「打結看似微不足道,但在高分子化學與分子生物學領域別具意義。」

舉例而言,人體每個細胞內的DNA總長約一點八公尺,如果糾結在一起,可能會嚴重影響細胞健康。馬修斯對打結的學問感興趣,是因為他有次又得解開耳機線時,突然想到一九八○年代末發表的一項數學證明提及,線越長,打結的機率就會激增。馬修斯發現,如果線的兩頭接在一起,不僅線的長度縮短,而且線頭不再亂跑,就不會有打結的問題。

為測試這項「迴圈推論」,他在二○一○年展開「大不列顛繩結實驗」,讓孩童把繩子放進盒裏,有些繩子兩端夾起形成小圈,有些則否,然後把所有繩子弄亂再報告結果。馬修斯發現,同樣長度的繩子如果事先接成小圈,打結的機率是其他繩子的十分之一。用綁頭髮的橡皮圈等物品把耳機兩頭綁在一起,就能將打結的情況降至最低。

有了這項上天恩賜的禮物後,再也不怕耳機線又纏在一起了。但馬修斯這項發現的影響可能更為深遠。如果藥理學家能夠左右DNA和病毒形成迴圈,未來對抗癌症和感染的技術可望大幅突破。不過,現在還是先拿東西綁住耳機線要緊!    

J.D◎撰

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