超声检查涂的凝胶是什么？

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做超声检查的医护人员在用探头接触体检者之前，总会先涂抹一层透明凝胶。你可能以为它是润滑剂，但这只是它的次要作用。

这种凝胶的正式名称是超声耦合剂，它的主要用途正如它的名字，是用来“耦合”的媒介。超声检查用人耳听不到的超声波（频率大于20千赫）扫描人体，并把回声信号转换成体内的图像信息。B超呈现的是不同亮度 （Brightness） 的黑白图像，而彩超则是在此基础上以彩色呈现组织的血流情况。

超声图像显示的早期胎儿 | 图源：Wikimeidia Commons

然而作为机械波，声波的传播会受介质变化影响。虽然超声设备的探头挨着皮肤，但干接触难免隔着空气。由于空气和人体这两种完全不同的介质声阻抗相差大，声波在二者的界面上会被大量反射，在进入人体前已经损失很多声能。

超声检查的线阵探头 | 图源：Wikipedia

为了让声波顺利抵达体内，就需要一种能够挤掉空气，并且声阻抗和人体差不多的媒介，这就是超声耦合剂充当的角色。凝胶态的物质能充分填充探头和皮肤间的空隙，和人体相似的声阻抗减少了声能损失。做妇科B超检查时憋尿也是类似的原理。

除了要满足这些物理特性，直接接触人体的超声耦合剂还得足够舒适、安全。早期超声耦合剂使用矿物油、植物油等成分，有的刺激皮肤，有的难清理，还有的声学特性不够理想，于是逐渐被淘汰。

如今的超声耦合剂主要是卡波姆树脂等高分子材料，还会添加润滑剂（如甘油）、保湿稳定剂（如丙二醇），以及抗菌成分（如植物提取物）等等，就当给皮肤敷了个“面膜”。

沙漠底下是什么？

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沙子都是岩石风化的产物，沙漠底下大概率是光秃秃的基岩，但令我们好奇的是沙漠下是怎样的地形？又埋藏着哪些古老的秘密？

沙漠里的沙子可厚达数百米，虽然很难把那么多沙子挪走，但我们早已有了雷达这种“透视”技术。雷达发射的是无线电波，这种电磁波穿越障碍的能力强，也被用于通讯。天上的遥感雷达和地面上的探地雷达都可以“透视”地下，不过目前只有几米到十几米的深度。

探地雷达 | 图源：Wikipedia

NASA曾利用遥感雷达对地球表面进行大规模测绘，先进的合成孔径雷达对云雾、植被和干燥地面都有一定穿透力，而且成像分辨率也比较高。

撒哈拉沙漠下的湖床 | 图源：NASA’s Shuttle Radar Topography Mission

探测结果让他们意外发现撒哈拉沙漠下的远古湖床与河道。其中一个湖床面积超过10万平方千米，形成于25万年前。原来世界上最大的干沙漠也曾是一片水草丰饶的绿洲。

自然变迁沧海桑田，被沙漠掩埋的地方过去可能是湖床，也可能是山峦。而曾在这些地方建立的文明早已淹没在漫漫沙海中。

电池为什么会爆炸？

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电动自行车、汽车和手机电池都曾出现过自燃或爆炸事故，它们使用的都是技术成熟且已经普及的锂离子电池。正常使用时，锂离子电池是相当安全的。但没有任何东西是绝对安全的，各种因素都可能导致意外发生。

锂离子电池内部一直在随着充放电稳定地发生电化学反应，锂离子在正负极间规律循环。一旦这种稳定被打破，电池就可能变成不定时炸弹。

适宜锂离子电池化学反应的温度范围比较窄，损耗的化学能和电能会转化成多余的热量。如果在没有保护机制的情况下过量充电、内/外电路发生短路，或外界温度过高，都可能导致热失控，引发自燃。如果电池内部压力积聚过大，又没有泄压阀，还可能发生爆炸。

电池热失控的反应可以分为三个阶段：首先是固体电解质的界面膜分解，电极与电解质反应，产生热量。接着隔膜坍塌，内部短路，电能转化成热能。最后正负极直接发生剧烈的氧化还原反应，释放大量的热。

为了让电池更便携，它们被制造得越来越小，电容量越来越大，这意味电池能量密度变大，也增加了安全隐患。不过，合格的电池都会有相应的保护机制，这也是研发人员在努力的方向。而使用者则需要 警惕电池质量不达标、电池或充电设备老化以及拆装不当等问题。

鱼死了为什么会翻身上浮？

图源：Pixabay

无论你是不是养鱼“杀手”，应该都见过水面上翻着肚皮的死鱼。

鱼整体的密度和它所在水体差不多，所以浮起来对它们来说还挺自然的。对于硬骨鱼类，肚子里的鱼鳔是它们调节浮力的关键。它就像个气囊，能够通过鳃或食道进出气体，调节鱼的身体密度。

鱼鳔（S、S’）| 图源：Wikipedia

鱼鳔的位置就在鱼的脊椎下面、消化道上面。从鱼的整体结构看，更重的肌肉和骨骼集中在鱼背部，而鱼鳔则在靠下的鱼肚子中。这就不奇怪，为什么鱼死的时候会翻身了。

当然，光靠鱼鳔，鱼是没法灵活沉浮的，还得有鱼身和鱼鳍的运动配合。鲨鱼等软骨鱼类没有鱼鳔，但它们有油脂丰富的大肝脏，还有强有力的鱼鳍等因素辅助。

不过，鱼也不都是一死即浮，还得看鱼鳔当时的充气情况。也有鱼死后会先下沉，如果没等到大鱼把它们吃掉，尸体就会先由微生物分解，在鱼肚子里产生气体，让鱼像气球一样上浮。等鱼肚子漏气后，它们还是可能沉下去。

一个悲伤的故事：咸鱼翻身也可能是挂了……

本文来自微信公众号“把科学带回家”（ID：steamforkids），作者：万物，36氪经授权发布。