令人咋舌的“人造”產品

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。進入2015年，科技界最新出現(xiàn)的人造產品，已經遠遠超出我們的想象，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，日本大學理工學系副教授阿部新助率領的研究小組正在大力開發(fā)一種人造流星體，并準備用它扮靚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，就是因為它高速進入地球大氣層時與空氣摩擦產生高溫，在被高溫燒盡的過程中發(fā)出非常亮的光?！?/p>

今后，阿部新助率領的研究小組將研究自然界隕石的結構和發(fā)光方式，改進人造流星體的材料。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行光合作用養(yǎng)活自身，這是植物十億多年前生存的本領。近日，哈佛醫(yī)學院生物化學和系統(tǒng)生物學系的帕梅拉·希爾韋、埃利奧特·T和亞當斯教授受樹葉的啟發(fā)，創(chuàng)造出一種利用細菌將太陽能轉化為液體燃料的“人造樹葉”。

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

科學家在人造樹葉的兩面分別產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，人造樹葉周圍會產生氣泡，釋放出的氫氣能供燃料電池產生電力。這對需要電力的偏遠地區(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藥物。一旦人造樹葉產生氧氣和氫氣，氫氣會被“喂”給一種真氧產堿桿菌。該細菌中的一種酶能把氫還原成質子和電子，將它們與二氧化碳結合，就能復制出更多的細胞。如研究人員根據這一新方法，制造出了異丙醇。

目前，這個研究團隊的當務之急，是通過優(yōu)化催化劑和細菌，提高仿生葉片轉換太陽能為生物質的能力。與自然界中將陽光轉化為生物質1%的光合作用效率相比，他們的目標是實現(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）噴氣推進實驗室的科學家們提出了一種被稱作“壁虎爪”的設計，設想打造出類似蜘蛛俠的超能力。該團隊開發(fā)出的這套系統(tǒng)，屬于壁虎爪的一個翻版，設計的仿生微毛結構被稱作“stalks”（花柄）。每一個stalk結構都等同于一個小吸盤——當被施力時，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)進行了測試。結果發(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。