能降解的無(wú)人機(jī)

劉行知

無(wú)人機(jī)航拍遙感具有時(shí)效性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性好、巡察范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可以不受空間和地形的制約，去到更遠(yuǎn)更苦的地方大顯身手，幫助人類探索許多條件艱苦的環(huán)境，為我們提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。野生動(dòng)植物保護(hù)者可以利用無(wú)人機(jī)監(jiān)控動(dòng)植物，了解它們的生存狀況;山間救援隊(duì)可以利用無(wú)人機(jī)協(xié)助偏遠(yuǎn)地區(qū)的搜救任務(wù)……無(wú)人機(jī)應(yīng)用廣泛，正在使我們的世界變得更好。

然而，如果無(wú)人機(jī)脫離人的控制，比如失蹤或者墜毀，便會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的破壞。2013年，一架用于科學(xué)探索的無(wú)人機(jī)在美國(guó)阿拉斯加海岸失蹤。雖然幸運(yùn)的是后來(lái)漁民們找到了無(wú)人機(jī)的殘骸，但如果其燃料箱破裂或者沒(méi)有被及時(shí)回收，就會(huì)形成生態(tài)垃圾，影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。用于環(huán)保目的的無(wú)人機(jī)最終卻破壞環(huán)境，這不得不說(shuō)是一種諷刺。

考慮到這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)宇航局的生物學(xué)家設(shè)計(jì)了一款新型環(huán)保無(wú)人機(jī)。如果它墜毀，能將對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響降到最低，因?yàn)樗鼘⒂煽缮锝到獾牟牧现瞥?。未?lái)的無(wú)人機(jī)，甚至可能被設(shè)計(jì)成單程飛行，在完成任務(wù)后被蓄意墜毀，成為阿拉斯加鮭魚(yú)的零食。

機(jī)架

由菌絲材料制成。菌絲體是真菌的營(yíng)養(yǎng)體，即所謂的根，緊密纏繞的菌絲能把周遭的一切東西牢牢縛住。將稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄物與菌絲混合后裝進(jìn)模具內(nèi)，數(shù)天后菌絲便能填滿模具的每個(gè)角落，再經(jīng)過(guò)高溫烘烤阻止菌絲繼續(xù)生長(zhǎng)，其形狀便不會(huì)發(fā)生變化。這種材料成本低、強(qiáng)度強(qiáng)且不會(huì)造成污染。

螺旋槳

為無(wú)人機(jī)提供升力的螺旋槳同樣是由可生物降解的材料制成。

電池

環(huán)境友好型的細(xì)菌燃料電池可以為無(wú)人機(jī)提供動(dòng)力。

電路

無(wú)人機(jī)的電路系統(tǒng)采用銀納米粒子墨水印制，雖然不能瞬態(tài)溶解，但能夠生物降解，具有環(huán)保性。

生物傳感器

科學(xué)家將通過(guò)對(duì)大腸桿菌進(jìn)行基因改造，將其作為識(shí)別元件制成生物傳感器，以讀取生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，比如二氧化碳含量、大氣污染物等。

基因安全

經(jīng)過(guò)基因改造的生物傳感器在無(wú)人機(jī)墜毀后，轉(zhuǎn)基因細(xì)胞會(huì)不會(huì)與自然存在于環(huán)境中的細(xì)胞混在一起，從而污染生態(tài)環(huán)境？答案是不會(huì)。科學(xué)家會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞進(jìn)行基因編輯，設(shè)置“密碼”，導(dǎo)致它們無(wú)法“交流”。

外殼

無(wú)人機(jī)的菌絲體機(jī)架將被一層利用細(xì)菌制造出來(lái)的纖維素保護(hù)著。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)分泌纖維素的細(xì)菌，就可以得到不同結(jié)構(gòu)的細(xì)菌纖維素，片狀纖維素在營(yíng)養(yǎng)液干燥之后就會(huì)形成堅(jiān)韌的皮革狀物質(zhì)，提高材料的彈性和耐用性。

防水

細(xì)菌纖維素具有很強(qiáng)的持水能力，因此為了防水還需在纖維素保護(hù)層之外覆蓋蛋白質(zhì)涂層。這種蛋白質(zhì)涂層可以從經(jīng)過(guò)基因修飾的酵母細(xì)胞中制備。其實(shí)這啟發(fā)于造紙胡蜂，它們能夠分泌一種蛋白質(zhì)在紙巢上，增強(qiáng)防水能力，從而使紙巢遮風(fēng)擋雨。

加速降解酶

雖然無(wú)人機(jī)的部件可以自然生物降解，但研究人員也設(shè)計(jì)了有助于加速無(wú)人機(jī)“自毀”過(guò)程的酶的釋放機(jī)制。人為控制釋放酶或者在特定情況下（如墜毀），酶會(huì)促進(jìn)生物降解，轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)。