玉米、菠菜、雞毛和未來電腦

王志成

種在田里的菠菜和長在地里的玉米也能生產電腦，計算機插上雞毛更能“飛”，也許你會認為這是匪夷所思、天方夜譚。但這一切，確實是在不久的未來即將實現的種種“回歸原色的自然電腦”。

“玉米”電腦

主機采用玉米材料——這種獨特的筆記本電腦正在引起人們的廣泛關注。今年初，日本富士通和富士通研究所聯合開發成功了在筆記本電腦機身上采用以植物為原料的“生物降解塑料”的技術。

生物降解塑料既具有和普通塑料相同的特性，同時在使用后還可以通過土壤中的微生物，分解成水和二氧化碳，而且還具有燃燒后不會產生二惡英等有害物質的特點。因此作為環保材料受到了廣泛關注，許多制造商也已經開始積極地將其應用于包裝材料等領域，其影響甚至延伸到了電腦零部件。

上述兩公司開發的筆記本電腦采用生物降解塑料的主要成分是聚乳酸。該聚乳酸以玉米等植物淀粉為原料，他們將其應用到了筆記本電腦的機殼中。由于采取的是植物原料，因此不再消耗像由石油提煉制成的普通塑料那樣的有限資源。另據介紹，生產時所需的能量也降低到了以前的一半左右。

雖說原材料是植物，但是使用時的材料特性與普通塑料完全相同，具有與目前筆記本電腦所使用的聚碳酸酯和ABS樹脂基本相同的強度。另外，這種材料還不會因日常使用而變質。目前僅在機身側面非常有限的部分采用了這種材料。盡管該公司希望在整個機殼中全面采用這種材料，但最大的障礙是如何確保阻燃性。

富士通和富士通研究所正在開發不產生有害物質的阻燃技術，并計劃從2010年開始在整個筆記本電腦機殼中采用生物降解塑料。

在成本方面，采用這種材料，其費用將比采用普通塑料提高50%。但是隨著生物降解塑料在全世界的生產普及，其市場已經開始迅速擴大，因此價格必然會不斷降低。即使是從日本國內來看，生物降解塑料的市場需求量，1999年為2500噸，2003年為2萬噸，到2010年估計將達到10萬噸以上（日本生物降解塑料研究會的調查結果）。富士通分析認為：到2015年該公司計劃在筆記本電腦機殼中全面采用生物降解塑料時，成本將降到與普通塑料相同的水平。

富士通不僅在筆記本電腦機殼中采用降解塑料，還希望將來能在鍵盤、臺式電腦機箱及外設等產品中也采用這種材料。也許在不久的將來，“回歸原色的自然電腦”將會變得非常普通。

“菠菜”電腦

在美國田納西州的橡樹嶺國家試驗室，科學家們又為電腦找到了一個制造高速集成電路片的新方法。他們從菠菜中分離出了一種蛋白質，這種蛋白質能把陽光轉變成植物所需的物質，這個轉變過程就是所謂的光合作用。這種蛋白質被取名為“光合體系1號”，它吸收陽光并利用光的能量把水分子分解成氫、氧和電子。讓橡樹嶺的專家們感興趣的就是這些電子，這些電子能在萬億分之五秒的瞬間里流過“光合體系1號”的表面。

電子朝一個方向流動就形成了一個電路，假如這個電路能夠被打開和關上，它就成了一個開關，就好像是你電腦中的袖珍開關——也就是電路片。所不同的是：這個”菠菜集成片要比目前電腦中使用的、由工廠制造的硅集成片速度快得多，體積也小得多。這將會促進毫微技術的發展。

這項研究屬于新興科學新生物電子學的一部分，它極有可能為我們如何使用能源帶來一場革命。有朝一日，我們將用上自家菜園子里的植物作為能源，而不再依賴那些非再生性資源——如石油、煤和天然氣。

“雞毛”電腦

今年3月底，來自美國特拉華大學的化學工程師理查德?伍爾為自己研制的新一代微芯片注冊了專利。據說這種微芯片可以用另一種材料取代硅——長期以來的微芯片原材料，這種神秘材料就是雞毛。

伍爾說，雞毛微芯片其實并不像聽上去的那么怪異。傳統微芯片就是一塊集成了許多晶體管的硅芯片。如果想讓芯片在計算機里發揮神奇的功能，就必須讓電子信號傳過這些晶體管。

電子信號在某些材料中的傳播速度快于另外一些材料，在空氣中傳播得最快。但在金屬中，它將激起正電荷，從而影響其傳輸速度。盡管信號在硅片中的傳輸要比在空氣中慢，但來自硅的阻力還是小于許多其他材料，這也是硅長期被用作微芯片材料的原因。為了使信號更好地傳輸，工程師們一直在尋找更大規模集成的辦法，在越來越小的芯片里放入更多的晶體管。加快芯片傳輸速度的另一個可行辦法是，找到一種比硅更適合電子信號傳輸的材料。因此伍爾開始用雞毛進行實驗。他知道，雞毛中有很多空氣。飛翔的鳥類羽毛既結實又輕巧，主要原因就在于羽毛中較高的空氣含量。

伍爾的研究小組用雞毛和植物油做成一塊形狀和觸感與硅片相似的復合材料。測試中，他們發現電子信號在復合材料中的傳輸速度差不多是硅片中的兩倍。盡管這個速度仍然比在空氣中慢，但伍爾說，“我已經高興得手舞足蹈了”。

伍爾承認，雞毛芯片技術的前景“仍未可知”。因為如果真的上馬，整個微芯片業將因此改變生產方法，而且說不定還有其他的替代材料存在。伍爾說，研究人員一直試圖在硅片中加入“微氣泡”來達到與雞毛同樣的效果。他認為，這些氣泡“應當會非常有效——說不定會與我們的那種復合材料一樣有效”。