Daily Archives: 2010年6月28日

分子逻辑门?

ResearchBlogging.orgJochum, F., Forst, F., & Theato, P. (2010). PNIPAM Copolymers Containing Light-Responsive Chromophores: A Method Toward Molecular Logic Gates Macromolecular Rapid Communications DOI: 10.1002/marc.201000146

时不时的就会在化学期刊上看到标题声称弄出个logic gate,结果看完文章有受骗的感觉。

当然,正统的分子电子学研究流派下的分子逻辑门研究是扎实的。据我所知,是从上世纪提出分子间电子转移的时候开始发展。所以,能够超越特例的罗列而真正具备一定的设计原则和空间的分子逻辑门,基本上是基于光诱导电子转移现象。这一路的paper离不开一大堆离子识别和荧光光谱。

之所以有受骗的感觉,是发现有很多这些所谓的逻辑门,其输出信号和输入信号并不是同一种信号。也就是说,你并不能将它真当成逻辑门元件那样进行组装。以最简单的反向器(非门)为例,真值表如下:

INPUT A OUTPUT NOT A
0

1
1 0

也就是说,一个非门的输出信号可以再作为非门或其他逻辑门的输入信号。而很多化学期刊上发表的所谓逻辑门,输入信号提激发光(UV)、温度、pH值,输出信号却是荧光、溶解度等等,不要说可以跟其他文章发表的逻辑门进行组装,就算是拿多个本文章设计的逻辑门进行组装的可能性都没有。尽管有不少分子逻辑门的文章发到JACSNatureScience上面,但我仍然觉得充其量是标题党。

中科院做反面教材及其他

本文主题如下:

  • 中科院做反面教材
  • 乌拉圭守门员好帅
  • Saffman-Taylor Instability
  • 科学家的形象

中科院做反面教材

最新一期Nature社论The right kind of elitism(正确的精英主义)旨在纪念英国皇家科学院成立350周年。文中说,国家科学院需要扮演好两个角色。在政府面前,要死谏;在民众面前,要死守。也就是说,既不能被政府打倒,也不能被大众打倒。要做精英,又不与政府合流。换然话说就是:不同草根合流,与草根划清界线,充当草根的informer而不是被草根informed。同时,不被政治化,与政客和政坛划清界线,充当政坛的informer而不是被政坛informed。这是王鸿飞老师等人十分推崇的国家精英知识分子的理想操守,出现在Nature社论,说明这种理想不是王鸿飞老师一个人的,而是西方普遍理想。中国海归都愿意接纳这种理想,因为作为知识分子他们在这一理想中能够享受到中国历史上从未感受到的社会价值。

Nature原文如下:

It stands today as a relatively successful model of what an independent national academy can achieve, having made itself both highly regarded in the corridors of power and prominent in public debates on major science-related issues.

总之,这就是标题所说的“正确”的精英主义。那么,何谓错误的精英主义(The wrong kind of elitsm)?该社论给出的反面教材如下:

In many parts of the world, scientific academies either lack real independence from the state (as in China) or else struggle to make themselves heard within it (as in Italy).

乌拉圭守门员好帅

乌拉圭国家队守门员Fernando Muslera,对南非那天恰好是他24岁生日。下面是队员给他唱生日歌(Youtube,要翻墙):

更多他的照片:

Fernando Muslera

Fernando Muslera

 

Fernando Muslera

Fernando Muslera

 

Fernando Muslera

Fernando Muslera

Saffman-Taylor Instability

Hele-Shaw Cell是间距非常小的两块平板。快速注入一种流体,流体就会在平板间形成流体不稳定性的图案(称为finger)。这种不稳定性称为Saffman-Taylor instability(Proc. R. Soc. London, Ser. A 1958, 245, 312)。

Europhys. Lett. 1986, 2, 437

 

Hele-Shaw Experiment

这也是一种作画的方法(跟我们小时候用口吹颜料作的画类似):

Hele-Shaw art

视频:

我之所以留意这一现象,是因为每次做流变实验完毕,升起夹具的时候,都能观察到样品的finger:

Laponite凝胶的Saffman-Taylor fingers

 

黑妹牙膏的Saffman-Taylor fingers

这是由于夹具升起时,平板或锥板之间在初始的一瞬间相当于向厚度很小的已测样品快速注入空气(一种流体)而产生Saffman-Taylor不稳定性。除了在流变仪上可以观察到这一现象外,在真空干燥器放气的时候,也能看到这种不稳定性。真空干燥器的边缘密封处之间涂有真空脂。抽真空的时候,外界的大气压把干燥器的盖子压得很严,因此密封处紧密贴合;放气的时候,外界大气压的力被内部不断回复的气压抵消,干燥器盖子就松了,密封处漏气,就相当于一个Hele-Shaw实验,因此产生了Saffman-Taylor不稳定性:

干燥器密封入的Saffman-Taylor fingers

最后贴出一个磁流变液在磁场下的Hele-Shaw实验视频(需要翻墙)太神奇了:

关于这方面的研究,MIT的McKinley小组曾经做过,主要是想开发磁响应的胶粘剂材料。最近的一篇文章Phys. Rev. E, 2009, 80, 046313对两种简单磁场情况进行了理论探讨。

科学家的形象

科学家是我们极早知道的词(幼儿园?),却是我们最迟了解的职业(几年后?)。所以,误解和幻想从幼儿园开始可以一直保存到三十而立。对于没有走进学术圈的人,甚至可能保存到一辈子。

Fermilab举办了一次实验性的活动,找七年级小朋友参观实验室,然后比较他们参观前和参观后所画的科学家形象。BoingBoing对此的报道和网友评论很值得一看。

Amy的作品

Amy的作品

GeekOSystem的报道截取了一段很有趣的结论:

Among girls (14 in total), 36% portrayed a female scientist in the “before” drawing, and 57% portrayed a female scientist in the “after” drawing.

Among boys (17 in total), 100% portrayed a male scientist in the “before” drawing, and 100% portrayed a male scientist in the “after” drawing.

看来那些女权主义者真的任重而道远……

不过,从这些稚气的画中我仍然能看到,这些小孩画的应该是实验室里的研究生,在比较好的情况下很可能主要由金发的东欧帅哥和南美美女组成。这对孩子们的冲击是很大的。我的生活经验告诉我,还不懂说话的婴儿就已经懂得喜欢长得帅的哥哥或美丽的姐姐了。

问题是,原来要认识科学家,到头来只要看看科学研究的实验劳动力——研究生即可了吗?我看,这个问题应该还原一下,其实只是让孩子看看拿试管的人的真面目而已。对于孩子来说,科学家就是拿试管的人,现在直接带他们见拿试管的人,逻辑上似乎已经默认了科学家就是拿试管的人了,只是具体长什么样穿什么衣服需要了解一下而已。对于小朋友,这么做就够了。我感兴趣的是对于成年人,他们的思想复杂程度已经允许他们更深刻和准确地理解什么叫“科学家”。因此,带成年人参观Fermilab的实验应该也非常有趣。