纳米机器、水母拥抱和来自太空的飓风多里安：本周最佳科学 GIF

您可能知道 GIF 是分享模因和反应的完美载体。我们认为这种格式可以更进一步，它具有真正的力量，可以用简短、易于理解的循环来捕捉科学并解释研究。

因此，每个星期五，我们将总结本周最适合制作成 GIF 的科学内容。尽情享受并循环播放。

正在增强的飓风多里安的景象

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周四，美国国家气象局发布警报：“多里安预计在未来几天内会增强。” 截至周四下午，这场风暴是 1 级飓风，持续风速为每小时 85 英里。按照目前的预测路径，它可能会在劳动节周末登陆佛罗里达州。国际空间站从地球上方 200 多英里的地方捕捉到了这场风暴。您看到的景象来自多里安的西部。

温柔的水母拥抱 

有趣的事实：据信海洋中凝胶状生物的生物量总计 4200 万吨，相当于 400 多艘航空母舰的总重量。然而，尽管它们数量众多，但很难在不损坏这些生物（如脆弱的水母）的情况下捕获和研究它们。 

哈佛大学和纽约市立大学的研究人员提出了一种温和的解决方案。他们制造了一个带有六根卷曲手指和一个 3D 打印软掌的机器人，以温柔地拥抱这些深海居民。虽然他们尚未将其带到海洋中，但初步试验表明，“手”可以抓住和释放几种水母物种而不会造成任何损害。把它放在那里，月亮水母先生。

你必须在走路之前学会蟑螂爬

为什么要用运动跟踪来观察蟑螂？因为在腿部的纷乱中，来自佐治亚理工学院的研究人员找到了一种方法来训练机器人更平稳地移动。 

为了有效地移动，动物必须平衡来自大脑的指示和它们从四肢获得的反馈。事实证明，在某些昆虫中，四肢比大脑更能控制。 

以竹节虫为例：它的每条腿似乎都有自己的想法。但蟑螂的蹒跚步履更多地依赖于中央控制。这可以在上面的 GIF 中看到，它突出了蟑螂三条腿的集中协调的交替运动。它同时移动左侧的两条腿和右侧的一条腿，反之亦然。当研究人员给一个市售机器人这种腿部耦合时，它能够以更像蟑螂的优雅方式跳跃。 

捕捉珊瑚的拥抱

它看起来像一把精致的羽毛伞在风中轻轻打开。或者，它可能是一朵康乃馨在晨曦中绽放。您实际看到的是一个软珊瑚息肉，并且新的研究表明，它的有节奏的摆动有助于它进食，但不是通过吸入食物。 

上面的 GIF 中抖动的箭头显示了脉冲产生的水流。随着息肉的叶状体收缩，一股水流向外喷射。这股水流迫使氧气排出，这些氧气积聚在息肉的中间（这要归功于其驻留的共生体，即称为虫黄藻的光合藻类）。清除废物意味着共生体有更多的食物，这也意味着为珊瑚创造了更多的食物——确切地说是五倍。看来当息肉摆动时，每个人都会赢。

空间之间

星系受到所有关注。这些岛屿宇宙充满了数千亿颗恒星，似乎是太空中巨大空隙中最突出的占据者。但星系之间的鸿沟远非空虚。事实上，这些空隙是大部分宇宙物质存在的地方。

这个 GIF 显示了对星系际介质 (IGM) 的前所未有的详细模拟结果，IGM 是星系之间充满气体和尘埃的空间。正如您所看到的，有很多事情正在发生——主要是巨大而分散的气体云的碰撞。颜色表示不断变化的温度，范围从深蓝色的 10,000 开尔文（17,540 华氏度）到深红色的 100 多万开尔文（1,799,540 华氏度）。这些温度具有欺骗性；它们反映了气体粒子运动的极高速度。星系之间的空间实际上非常非常冷。圆圈指出了大块物质，其中许多随着时间的推移会合并和增长。 

这个模拟的结果让研究人员感到惊讶。首先，他们曾预计 IGM 中被称为“薄饼”的扁平物质片会很光滑，但他们了解到，随着温度的变化，薄饼会“破碎”成许多小的、密集的云。这种效果可以在 GIF 中间附近出现和扩散的坑坑洼洼的白色云层中看到。您不认为“空”空间会如此有趣，对吗？

寄生虫：现在是 3D

这些是布氏锥虫，一种导致一种称为昏睡病的疾病的寄生虫。这些生物使用一种称为鞭毛的长尾状结构来移动。历史上，科学家只能用经典的光学显微镜以二维方式观察这些生物。但新的工具使研究人员更容易在三维空间中研究它们的运动，从而产生诸如上面看到的彩虹色图像。 

这个 GIF 由三张堆叠的图像组成，每张图像都聚焦在不同的深度。每一层都有自己的颜色：最浅层为红色，中间层为绿色，最深层为蓝色。将图像组合在一起可以形成第三维的表象，使研究人员能够更好地了解细菌如何使用它们的鞭毛。在 2D 中看起来像来回摆动的动作现在看起来更像螺旋运动。研究人员还以非常高的帧率拍摄了寄生虫的视频，以便他们可以显著减慢运动速度；实际上，这些生物的鞭毛每秒跳动约五次。

最小的机器

它可能看起来模糊不清，但这个 GIF 具有页面上最高的清晰度。它的帧只有纳米大小，并显示了两个微小的螺旋桨，每个都是单个分子。 

虽然这些螺旋桨比摩托艇上的螺旋桨小近十亿倍，但它们的功能相当相似。三个分子基团形成了旋转的鳍，并附着在一个中心钌原子上，钌原子的作用很像滚珠轴承。钌原子牢固地附着在形状像五瓣花的分子的基础上。花瓣的倾斜度决定了螺旋桨的旋转方向。 

虽然这不是第一个同类的纳米机器，但它是第一个仅在一个方向上旋转的纳米机器，这要归功于其花形底座的倾斜度。这是朝着分子螺旋桨迈出的一步，分子螺旋桨可以更像齿轮，与附近的分子相互作用以创建运动链。这种机器可以移动分子负载，以更快地传输能量或信息。

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