令人咋舌的“人造”產(chǎn)品

阮華君

人造革、人造毛、人造雞蛋、人造雪花、人造心臟……這些早已不是新聞，如果你以為“人造”僅止于此，那你就錯了。進(jìn)入2015年，科技界最新出現(xiàn)的人造產(chǎn)品，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象，正給人們的生活帶來翻天覆地的變化。

人造流星

每當(dāng)看到流星劃破夜空，人們都會趕緊許個愿，生怕錯過這一千載難逢的機會。可是很快，我們也許就可以隨時隨地邂逅一顆“流星”了。

2015年初，日本大學(xué)理工學(xué)系副教授阿部新助率領(lǐng)的研究小組正在大力開發(fā)一種人造流星體，并準(zhǔn)備用它扮靚2020年東京奧運會開幕式。

這種人造流星體如同一粒粒花生米，它們被裝在一個盒子里，搭載著人造衛(wèi)星，發(fā)射到太空，然后從衛(wèi)星上朝地球射出。當(dāng)人造流星體沖入大氣層之后，和空氣發(fā)生摩擦，發(fā)熱燃燒，就會放射出耀眼的光芒。從地面上看，它們就如同一顆顆閃耀的流星。最后，人造流星體的材料會燃燒殆盡，化作灰塵飛落，并不會砸到地面上傷人。

你一定很好奇：“花生米這么小的東西，也能成為流星嗎？”阿部新助解釋說：“其實，真正的流星更小，有的只有約1毫米見方。流星之所以能被人看見，就是因為它高速進(jìn)入地球大氣層時與空氣摩擦產(chǎn)生高溫，在被高溫?zé)M的過程中發(fā)出非常亮的光。”

今后，阿部新助率領(lǐng)的研究小組將研究自然界隕石的結(jié)構(gòu)和發(fā)光方式，改進(jìn)人造流星體的材料。相信，不久的將來，也許人們能隨時在夜空中看到人造流星了。

人造樹葉

采集陽光，通過周圍的空氣和水進(jìn)行光合作用養(yǎng)活自身，這是植物十億多年前生存的本領(lǐng)。近日，哈佛醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)系的帕梅拉·希爾韋、埃利奧特·T和亞當(dāng)斯教授受樹葉的啟發(fā)，創(chuàng)造出一種利用細(xì)菌將太陽能轉(zhuǎn)化為液體燃料的“人造樹葉”。

“人造樹葉”的構(gòu)想來自科學(xué)家早些年的想象：人類終有一天會發(fā)現(xiàn)“植物們守護(hù)著的秘密”，其中最重要的秘密是植物將水分解成氫氣和氧氣的過程。

科學(xué)家在人造樹葉的兩面分別產(chǎn)生氫氣和氧氣的薄膜中間夾著日光收集器，然后將人工樹葉放入陽光照射下的水中，人造樹葉周圍會產(chǎn)生氣泡，釋放出的氫氣能供燃料電池產(chǎn)生電力。這對需要電力的偏遠(yuǎn)地區(qū)和落后的發(fā)展中國家太有吸引力了，為全球能源可持續(xù)發(fā)展的未來提供了最直接的路徑。

此外，人造樹葉的原理還可以用于生產(chǎn)藥物。一旦人造樹葉產(chǎn)生氧氣和氫氣，氫氣會被“喂”給一種真氧產(chǎn)堿桿菌。該細(xì)菌中的一種酶能把氫還原成質(zhì)子和電子，將它們與二氧化碳結(jié)合，就能復(fù)制出更多的細(xì)胞。如研究人員根據(jù)這一新方法，制造出了異丙醇。

目前，這個研究團(tuán)隊的當(dāng)務(wù)之急，是通過優(yōu)化催化劑和細(xì)菌，提高仿生葉片轉(zhuǎn)換太陽能為生物質(zhì)的能力。與自然界中將陽光轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)1%的光合作用效率相比，他們的目標(biāo)是實現(xiàn)5%的效率。

人造壁虎爪

無論多么光滑的墻壁，壁虎都能在上面自由爬行，從不擔(dān)心被重力吸引而掉下來，這一神奇的功夫靠的是與眾不同的“壁虎爪”。壁虎爪子上有由微毛組成的“支系統(tǒng)”，它能夠神奇地運用某種類型的分子吸引力（學(xué)名“范德瓦耳斯力”），所以能輕而易舉地粘附到物體表面。

2014年12月，美國宇航局（NASA）噴氣推進(jìn)實驗室的科學(xué)家們提出了一種被稱作“壁虎爪”的設(shè)計，設(shè)想打造出類似蜘蛛俠的超能力。該團(tuán)隊開發(fā)出的這套系統(tǒng)，屬于壁虎爪的一個翻版，設(shè)計的仿生微毛結(jié)構(gòu)被稱作“stalks”（花柄）。每一個stalk結(jié)構(gòu)都等同于一個小吸盤——當(dāng)被施力時，密合性就會被激活；釋放時，其黏性又會消失。

2015年早些時候，研究人員曾借助NASA的C-9B飛機（拋物線飛行）對這套系統(tǒng)在失重條件下的表現(xiàn)進(jìn)行了測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它不但能夠“抓住”漂浮狀態(tài)中的20磅（約9千克）重物，還能Hold住一名站在航天材料板上穿著特制服裝總重250磅（約113千克）的研究人員。

這款人造“壁虎爪”系統(tǒng)有望成為NASA Phoenix計劃的一部分，并于將來執(zhí)行從軌道上清理和回收超過21000塊十多厘米大的太空碎片。屆時，這些令各國宇宙飛船和火箭衛(wèi)星唯恐避之不及的太空垃圾再也不能橫行霸道了。