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我不可能做到别人要求我做每一件事,我只有足够时间去做我该去做的事情。如果我无法把每件事情都作到尽善尽美,这便意味着我想做的事情已经超过了我该去做。认清了自己的人生坐标,我的生活变得更为简单了,作息安排也更为合理。 魅力由它而生,它是苦难的根源,也是塑造坚强现在的原因。愿意相信别人,能够承担别人的信任,相信别人却是极其艰难的决定。心底的秘密存在于过去,找到那个能接受过去的人,就能有勇气焚毁所有的担心,融化冰封的城堡,让世界大地回春。

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高科技雪花:图解生物化学家如何在家种雪  

2012-04-28 15:11:54|  分类: message |  标签: |举报 |字号 订阅

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高科技雪花:图解生物化学家如何在家种雪 - die rose - die rose的博客

请勿模仿,别将自家冰箱拆了做实验。

高科技雪花:图解生物化学家如何在家种雪

日期:2012-4-26

雪花是自然之美的代表,是万物精巧的明证。

感谢上天,几乎每个人都可以使用苏打瓶一个、绳子若干、干冰一块和小小运气培植出雪花。但再造出同样的晶体一直以来却是拥有昂贵设备和实验室的科学家才有的机会。

生物化学家Linden Gledhill,日间为GlaxoSmithKline工作,晚上在自己的摄影室做实验,他爱好自己动手解决自然难题。最近,他在自己的地下室迷上了人造雪花的研究。

2010年,美国宾夕法尼亚州唐宁敦的一名摄影师在Flickr上发布了一组天然雪花照片,吸引了英国专业摄影师Jason Tozer的注意。当Tozer请求Gledhill做一台雪花制造器,并用于电子音乐视频制作时,Gledhill毫不犹豫地答应了。

“当他问及人造雪花的问题,我已经在冰晶体的研究项目上打滚了很长时间,因此我很爽快就答应了他的要求。”Gledhill说,“见到晶体的生长真是不可思议,我希望亲手做出来这样的东西。”

Gledhill说他并不富有,作为电子音乐艺术家的Ryan Teague也没有大把金钱花费。为此,Gledhill利用地下室的废物和自己单位扔掉的电场冷却机拼装出一台设备。

从下面的图集中,我们可以欣赏一下Gledhill自制的“冰箱”。

(上图)

微速摄影:冰晶体的生长

Gledhill称他的雪花制造器需要进一步改进,但他之前测试拍摄的微速视频已经相当吸引人。

视频中每秒等于实际时间的25分钟。

Digital Thermometer

冰之寒冷

雪花的制造需要温度时高时低的快速变化。Gledhill的雪花制造器顶部放了一块热垫,而底部放了一个制冷装置——利用实验室级、拆自科尔曼电场冷却器(下图)的制冷零件做成——可将温度降到零下摄氏47度。

10年前,Gledhill的老板扔掉了这台制冷设备,他捡了,并收藏在自己的地下室。Gledhill说:“这台设备不便宜,多少也值3000-4000美元。”

Snowflake Growing Chamber

DIY雪花

由砖块承载,防水布条保护,并由塑料泡沫和有机玻璃包裹(下图)。Gledhill的新发明看上去没什么特别。

Gledhill受到CalTech和Purdue大学研究人员在环境化学家Paul Shepson带领下做出来的设计所启发,将雪花制造器DIY出来,它也算得上做工精良,

“冰晶生长容易。保持稳定的温度控制它们如何生长才是难点和重点。”Travis Knepp说,他是Shepson实验室的前博士生,年初受Gledhill邀请前来帮忙,并提供相关咨询。

“如果温度稍微变化一度,晶体的形状就大不一样。”他说,“他制造出来的晶体十分漂亮,我对他拍摄出来的照片印象深刻。”

Dendritic Ice Crystals

美丽过失

Gledhill开始时在湿布条和尼龙钩鱼线上培植冰晶。他发明的机器如常运转,但生长出来的晶体并不如人意。

经过他的努力和对机器的改良,Gledhill开始培植出粗壮和树枝形状的晶体,包括长在绳上(上图)的晶体和长在冷盘上(下图)的晶体。

然而,这还不是Gledhill心目中追求的完美雪花。

High-Voltage Ice Crystal Growth

雪花狂飙

水是导电之物,所以加大电力会彻底改变水结晶形状的形成。Gledhill的方法:施加2000伏电压和价值30美元的电量,做出了鞭状的晶体(上图)。

他接下来做出了螺线状的晶体(下图),末端开始出现雪花。

Ice Crystal Branching

电之冰晶
Gledhill进一步改善这台配有2000伏特电力的雪花制造器,他加入醋酸,并使用类似鱼缸的温水起泡器为机器提供湿气。

细条结构的晶体(下图),长约1寸,长了30秒。经过几小时后,它们就变成上面形状的晶体。

Hollow Ice Crystal Growth

管状生长

Gledhill让雪花长了整整一个晚上,它们形成中空的锥体和针状冰块。

Gledhill说:“在生物医药上,这种晶体要花上10年时间培育和复合测试,而且成功的机会甚微。”

“我培植晶体两周后才见到成效,我差点就放弃了。”他说,“这种费神的事情很容易令人气馁。”

Snowflake-Tipped Ice Crystal Spikes

完美雪花?

经过几周时间对温度梯度、湿度水平和雪花制造器其它方面的不断调整,Gledhill最后成功地让冰块尖端长出雪花。

虽然不如Gledhill预期的那么理想,他说制造出来的雪花终于配得上Ryan Teague制作的音乐视频(歌曲“Cascades”)。“我能够做出这样美丽的晶体,还有什么所求呢!”他说。

过去数周,Gledhill和Tozer拍摄了数千张晶体生长过程的照片。Gledhill认为还需要花两个月编辑所有的镜头,才算真正完成这部由Craig Ward导演的微速摄影音乐视频。

“录制过程充满乐趣,一般人无法感受。”Gledhill说,“以艺术的方式将科学成果展现于观众眼前是我人生中最大的快乐。”

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