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如今的运动场上,比拼的不仅仅是运动员的体力,还有高科技。科学技术正影响着绝大多数体育项目,运动场已成了尖端技术的展示舞台。
智能足球:精确定位,破“门线悬案”
在足球比赛中,足球到底是进了球门还是没进,有时仅凭裁判的肉眼是无法做出精确判断的,此类事件被称为足球场上的“门线悬案”。为了破解“门线悬案”,英国研制出了一种智能足球,它看起来和普通足球没什么两样,但内部配置和制作材料都带有鲜明的高科技特征。
普通足球内部空空如也,智能足球内部则装了踢不碎、摔不坏的微电脑系统,其最主要的功能就是利用GPS对足球进行毫米级的精确定位。当足球完全进入门线时,定位系统会立即向裁判传送射门成功的信号。在制作材料上,智能足球是用一种可变色的高科技橡胶制成,这种橡胶添加了一种硅质材科,可以在电信号的刺激下变色。当足球在门线以外时,它的颜色是绿色的,当足球进入门线后,颜色会变成红色。如果足球在守门员的阻挡下处于似进非进的状态,足球则以门线为界呈红绿两种颜色,裁判只需判断红色区域和绿色区域的大小,就可以判断这次进球是否有效。
智能足球让进球变得不再模糊难判,裁判结果变得公平透明,因“门线悬案”造成的足球危机也就不复存在了。
科学探索
GPS全球定位系统起初主要为海陆空三大军事领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,后来它的应用由军方拓展到民用领域,开始为工程施工、车辆定位、防盗反劫、行驶路线监控等服务。有人戏称,利用GPS系统可以跟踪一只蚊子的飞行轨迹,意思是GPS可以让地球上的每一个角落再无秘密可言。
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在警匪片中,常有警察与匪徒飙车的镜头。为了避免与匪徒飙车带来的间接伤害,如今已有警察使用一种名为“追击星”的子弹,只要向匪车射击,子弹就会紧紧附着在匪车上,不论匪车逃到何方,“追击星”内置的GPS定位系统都会向警察发回精确的位置信息,让匪徒无处可逃。
石墨烯袜:运动员的长跑神器
马拉松比赛是最艰苦的体育项目之一,即使是专业选手,跑完马拉松全程也需要两个多小时。在这段时间里,最让运动员受不了的是脚的痛苦:一是脚热烧心,二是脚痒难忍,三是脚胀难耐。有什么办法可以减轻运动员在长跑中的痛苦,从而大幅度提升比赛成绩呢?办法当然有!德国一家运动用品生产公司就开发出了一种石墨烯袜,这种袜子可以从高科技层面解除长跑运动员的痛苦。
石墨烯是从石墨中剥离出的单层碳原子面材,是目前被称为“超级材料”的高科技产品,它的硬度超过钻石,同时又像橡胶一样可伸缩,用这种材料做的袜子耐磨贴脚。石墨烯还具有超强的导热功能,穿着它,脚部产生的热量会被快速导走散失。而被挤压的石墨烯产生的微电波恰好能杀死脚部细菌,运动员也就不会脚痒难耐了。同时,石墨烯袜会随运动员脚部肌肉的运动而进行同向伸缩,像按摩一样,近乎完美地促进脚部血液循环,让运动员不再感到脚部肿胀。
科学探索
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆,以表彰他在石墨烯材料方面的卓越研究。很可惜,这个奖项与一位中国博士生擦肩而过。安德烈·海姆曾让这位博士生把石墨制成薄膜,3周后博士生制成了10微米厚的石墨薄膜。安德烈·海姆问他能否再制得薄一点,这位博士生说:“如果你有本事,你来试试。”面对学生的叫板,安德烈·海姆决定自己来制造更薄的石墨片,最终他得到了石墨烯。如果那位博士生当时能够按照安德烈·海姆的要求继续研究,那么诺贝尔奖也有他的一份。所以说,能成为杰出科学家的机会很多,但是由于执着力的不同,并非所有人都能把握这样的机会。
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石墨烯只有一个原子那么薄,它会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超微计算机。超微计算机通常只有尘埃那么大,可以随风飘浮,所以由这些超微计算机组成的“尘埃”通常被称为“智能尘埃”。战场上的智能尘埃可以监控敌人的一举一动,工厂里的智能尘埃可以监控机器的运转状况,人体里的智能尘埃可以监控人的健康状况,石墨烯带来的超微计算机成果将会让人们的生活达到离奇的智能水平。
低风阻设计:让自行车手飞起来
自行车比赛是运动场上一个夺人眼球的项目,运动员能以每小时140千米的速度骑自行车,比汽车还快。而运动员之所以能把自行车骑出汽车的速度,是因为现代科技为自行车比赛提供了最有效的低风阻设计方案。
骑自行车最大的阻力来自哪儿?不是自行车的重量,也不是你自身的重量,而是空气的阻力。因此,要想提升自行车选手的骑行速度,最重要的科技手段就是找到克服空气阻力的方法。
你也许会发现,运动场上的自行车的把手、车轮、车架都与普通的自行车不同,它们看起来并不美观,却是根据风洞实验所得数据设计成的最佳减小空气阻力的样式。例如一款比赛自行车放进风洞进行实验后,发现车身上的一颗螺丝产生的空气阻力较大,通过改进这颗螺丝的样式和安装方向,骑行时的空气阻力将立即减小百分之五。
降低空气阻力的第二个办法是利用新材料为运动员设计低风阻运动装。科学家找到了碳纳米纤维材料,将其做成表面极其光滑的布料,再用超声波焊接技术把这种面料“缝制”成表面光滑、无缝无皱折的外套,而它所承受的空气阻力比人体汗毛承受的阻力还要小。自行车手穿着这样的衣服参加比赛,感觉就如在真空中飞行一般。
科学探索
世界上第一个风洞由英国人韦纳姆于1871年建成,用来测量物体与空气相对运动时受到的阻力。美国莱特兄弟于1901年建造了一个风速为12米/秒的风洞,依此发明了世界上第一架飞机。如今,风洞实验是飞行器研制工作中一个不可缺少的组成部分,它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域也不可或缺。
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现在,人们利用超声波为飞机、轮船导航,寻找深埋地下的宝藏。超声波就像一位无声的功臣,广泛地应用于工业、农业、医疗和军事等领域,可做“天衣无缝”衣服的超声波焊接机就是利用了超声波的高频振动发热的特征制成的。
智能足球:精确定位,破“门线悬案”
在足球比赛中,足球到底是进了球门还是没进,有时仅凭裁判的肉眼是无法做出精确判断的,此类事件被称为足球场上的“门线悬案”。为了破解“门线悬案”,英国研制出了一种智能足球,它看起来和普通足球没什么两样,但内部配置和制作材料都带有鲜明的高科技特征。
普通足球内部空空如也,智能足球内部则装了踢不碎、摔不坏的微电脑系统,其最主要的功能就是利用GPS对足球进行毫米级的精确定位。当足球完全进入门线时,定位系统会立即向裁判传送射门成功的信号。在制作材料上,智能足球是用一种可变色的高科技橡胶制成,这种橡胶添加了一种硅质材科,可以在电信号的刺激下变色。当足球在门线以外时,它的颜色是绿色的,当足球进入门线后,颜色会变成红色。如果足球在守门员的阻挡下处于似进非进的状态,足球则以门线为界呈红绿两种颜色,裁判只需判断红色区域和绿色区域的大小,就可以判断这次进球是否有效。
智能足球让进球变得不再模糊难判,裁判结果变得公平透明,因“门线悬案”造成的足球危机也就不复存在了。
科学探索
GPS全球定位系统起初主要为海陆空三大军事领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,后来它的应用由军方拓展到民用领域,开始为工程施工、车辆定位、防盗反劫、行驶路线监控等服务。有人戏称,利用GPS系统可以跟踪一只蚊子的飞行轨迹,意思是GPS可以让地球上的每一个角落再无秘密可言。
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在警匪片中,常有警察与匪徒飙车的镜头。为了避免与匪徒飙车带来的间接伤害,如今已有警察使用一种名为“追击星”的子弹,只要向匪车射击,子弹就会紧紧附着在匪车上,不论匪车逃到何方,“追击星”内置的GPS定位系统都会向警察发回精确的位置信息,让匪徒无处可逃。
石墨烯袜:运动员的长跑神器
马拉松比赛是最艰苦的体育项目之一,即使是专业选手,跑完马拉松全程也需要两个多小时。在这段时间里,最让运动员受不了的是脚的痛苦:一是脚热烧心,二是脚痒难忍,三是脚胀难耐。有什么办法可以减轻运动员在长跑中的痛苦,从而大幅度提升比赛成绩呢?办法当然有!德国一家运动用品生产公司就开发出了一种石墨烯袜,这种袜子可以从高科技层面解除长跑运动员的痛苦。
石墨烯是从石墨中剥离出的单层碳原子面材,是目前被称为“超级材料”的高科技产品,它的硬度超过钻石,同时又像橡胶一样可伸缩,用这种材料做的袜子耐磨贴脚。石墨烯还具有超强的导热功能,穿着它,脚部产生的热量会被快速导走散失。而被挤压的石墨烯产生的微电波恰好能杀死脚部细菌,运动员也就不会脚痒难耐了。同时,石墨烯袜会随运动员脚部肌肉的运动而进行同向伸缩,像按摩一样,近乎完美地促进脚部血液循环,让运动员不再感到脚部肿胀。
科学探索
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆,以表彰他在石墨烯材料方面的卓越研究。很可惜,这个奖项与一位中国博士生擦肩而过。安德烈·海姆曾让这位博士生把石墨制成薄膜,3周后博士生制成了10微米厚的石墨薄膜。安德烈·海姆问他能否再制得薄一点,这位博士生说:“如果你有本事,你来试试。”面对学生的叫板,安德烈·海姆决定自己来制造更薄的石墨片,最终他得到了石墨烯。如果那位博士生当时能够按照安德烈·海姆的要求继续研究,那么诺贝尔奖也有他的一份。所以说,能成为杰出科学家的机会很多,但是由于执着力的不同,并非所有人都能把握这样的机会。
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石墨烯只有一个原子那么薄,它会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超微计算机。超微计算机通常只有尘埃那么大,可以随风飘浮,所以由这些超微计算机组成的“尘埃”通常被称为“智能尘埃”。战场上的智能尘埃可以监控敌人的一举一动,工厂里的智能尘埃可以监控机器的运转状况,人体里的智能尘埃可以监控人的健康状况,石墨烯带来的超微计算机成果将会让人们的生活达到离奇的智能水平。
低风阻设计:让自行车手飞起来
自行车比赛是运动场上一个夺人眼球的项目,运动员能以每小时140千米的速度骑自行车,比汽车还快。而运动员之所以能把自行车骑出汽车的速度,是因为现代科技为自行车比赛提供了最有效的低风阻设计方案。
骑自行车最大的阻力来自哪儿?不是自行车的重量,也不是你自身的重量,而是空气的阻力。因此,要想提升自行车选手的骑行速度,最重要的科技手段就是找到克服空气阻力的方法。
你也许会发现,运动场上的自行车的把手、车轮、车架都与普通的自行车不同,它们看起来并不美观,却是根据风洞实验所得数据设计成的最佳减小空气阻力的样式。例如一款比赛自行车放进风洞进行实验后,发现车身上的一颗螺丝产生的空气阻力较大,通过改进这颗螺丝的样式和安装方向,骑行时的空气阻力将立即减小百分之五。
降低空气阻力的第二个办法是利用新材料为运动员设计低风阻运动装。科学家找到了碳纳米纤维材料,将其做成表面极其光滑的布料,再用超声波焊接技术把这种面料“缝制”成表面光滑、无缝无皱折的外套,而它所承受的空气阻力比人体汗毛承受的阻力还要小。自行车手穿着这样的衣服参加比赛,感觉就如在真空中飞行一般。
科学探索
世界上第一个风洞由英国人韦纳姆于1871年建成,用来测量物体与空气相对运动时受到的阻力。美国莱特兄弟于1901年建造了一个风速为12米/秒的风洞,依此发明了世界上第一架飞机。如今,风洞实验是飞行器研制工作中一个不可缺少的组成部分,它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域也不可或缺。
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现在,人们利用超声波为飞机、轮船导航,寻找深埋地下的宝藏。超声波就像一位无声的功臣,广泛地应用于工业、农业、医疗和军事等领域,可做“天衣无缝”衣服的超声波焊接机就是利用了超声波的高频振动发热的特征制成的。