人造树叶可释放清新氧气 帮助人类移居新星球?

来源:科技焦点 2016-03-04 09:49:42

●“SilkLeaf”,我们可以叫它丝绸叶,是由悬浮在丝蛋白层上的叶绿体组成,形成一片清新的绿油油的颜色,仅仅利用一点光源即可让它释放出氧气。而且这种物质从天然丝纤维提取,能够储存更多的制氧材料。相比普通树叶,它制氧的效率提高了49%。

除了在太空环境有广阔的使用前景之外,这种材料还可以为地球上的我们提供新鲜的空气。无论是室内还是室外,只需在大楼的外墙、通风系统以及室内的灯罩等上面涂上这种叶片材料,人们就能呼吸到新鲜的空气。

用蚕丝和叶绿体造出的树叶竟然能够自由呼吸,释放出清新氧气?没错,这并不是异想天开,人类制造的第一片和自然界的树叶一样可以进行光合作用的叶子已经诞生了!

近日,英国皇家艺术学院的研究生朱利安·梅尔奇奥里发明了一种名为“SilkLeaf”的人造生物树叶。只需要二氧化碳、水、光,人造树叶就能产生氧气。“你这么厉害,你咋不上天呢?”让您说对了,它没准儿还真能上天。这种神奇的新材料可以给执行长时间太空使命的宇航员提供稳定的氧气来源,甚至帮助人类移居新的星球。

由于外太空不存在可以让植物存活的土地、阳光、水分、土壤和重力,也就没有树木和其他植物的氧气制造工厂,致使缺氧成为目前人类在太空旅行中面临的一大难题,科学家们正在研究不同的太空制氧方式。而用蚕丝纤维制成的丝绸叶在分子的稳定性上有很出色的表现,即使在太空环境下也能像植物那样进行光合作用,为进一步探索太空提供了另一种可能。

事实上,就读于创新设计工程专业的朱利安从本科开始就致力于生物活性材料的研究。在高冷的学科知识面前,他关心的始终是如何用自己的研究发现来改善我们的城市生活环境。在实验室待了一年多之后,他惊喜地发现,利用蚕丝纤维的稳定性,可以将植物中提取的叶绿体嵌入蚕丝蛋白中。这就意味着他可以用蚕丝作为脉络,尝试制作人造树叶。

在与美国塔夫茨大学丝绸实验室的合作下,他们成功研制出蚕丝树叶的结构,然后从普通植物中提取出叶绿体滴入渗透进蚕丝材料中,最终的结果就是一片完全能够自主呼吸的树叶。“它更轻,低耗能,它是完全的生物,但它生成氧气的效率却更高。”

除了在太空环境有广阔的使用前景之外,这种材料还可以为地球上的我们提供新鲜的空气。在朱利安看来,丝绸叶可以用来制作灯具,在照明的同时释放氧气,还可以挂上墙壁,用它做电视墙。下次别怕雾霾天,紧闭门窗家里就是一个天然氧吧!不过,朱利安的野心可不止于此。在他的设想中,丝绸叶可以成为现代建筑的一部分。无论是室内还是室外,只需在大楼的外墙、通风系统以及室内的灯罩等上面涂上这种叶片材料,人们就能呼吸到新鲜的空气。

研究人造树叶的可不止朱利安一人。自27亿年前至今,地球上的绿色植物一直扮演着“太阳能量猎手”的角色。它们利用光合作用这项技能,孜孜不倦地将1.5亿公里外太阳馈赠的阳光转化为电,再转化为固定形态、可为地球生物利用的稳定化学能。多年来科学家一直试图模拟光合作用,令其更好地为人类服务。

去年4月初,美国麻省理工学院科学家丹尼尔·诺塞拉领导的研究小组成功开发出一种太阳能人造树叶,为地球能源枯竭问题提供了新的解决方案。据科学家研究,要想避免极具破坏性的全球变暖,人们至少要生产超过10万亿瓦的无碳清洁能源,而太阳能正是拯救能源危机的关键。

这片人造树叶有扑克牌大小,内含一块薄硅片,里面排列着众多交错的微小水流管道。在太阳照射下,水流过树叶时,叶子中枢茎秆系统就会启动电解程序,依靠催化剂产生化学反应,把水进一步分解成氧和氢。这时只需要将氢气储存起来,便可转变成燃料电池所需的电能,实现“零排放”。(陈雪柠)

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