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令人咋舌的“人造”产品


2022-07-29 00:24:42 睡前小故事



造流星
每当看到流星划破夜空,们都会赶紧许愿,生怕错过这千载难逢的机会。也许很快,我们就可以随时随地邂逅一颗流星了。
2015年年初,日本大学理工学系副教授阿部新助率领的研究小组,开始研发一种造流星体,并准备用它扮靓2020年东京奥运会开幕式。
这种造流星体如同一粒粒花生米,它们被装在一个盒子里,搭载着造卫星被发射到太空,然后从卫星上朝地球射出。当造流星体冲入大气层和空气发生摩擦时,它们会发热燃烧,放射出耀眼的光芒。从地面上看,它们如同一颗颗闪耀的流星。最后,造流星体的材料会在空气中燃烧殆尽,化作灰尘,不会砸到地面上的行
你一定很好奇:花生米这么小的东西,也能成为流星吗?阿部新助解释说:其实,真正的流星更小,有的只有约1毫米见方这么大。流星之所以能被人看见,就是因为它以高速进入地球大气层时,与空气摩擦产生高温,在被高温烧尽的过程中,发出非常亮的光。
目前,阿部新助率领的研究小组正在研究自然界陨石的结构和发光方式,改进人造流星体的材料。相信在不久的将来,人们就能够随时在夜空中看到人造流星了。
人造树叶
采集阳光,通过周围的空气和水进行光合作用养活自身,这是植物10亿多年前生存的本领。近日,美国哈佛大学医学院人造革、人造毛、人造棉、人造雪花、人造心脏这些早已不是新闻,如果你以为人造仅止于此,那你就错了。进入2015年,科技界最新出现的人造产品,已经远远超出了我们的想象,它们正给人类的生活带来了翻天覆地的变化。
生物化学和系统生物学系的帕梅拉希尔韦、埃利奥特T和亚当斯教授受到树叶的启发,创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的人造树叶。
人造树叶的构想来自科学家早些年的想象:人类终有一天会发现植物守护着的秘密,其中最重要的秘密,是植物将水分解成氢气和氧气的过程。
科学家在人造树叶分别产生氢气和氧气的两面薄膜中间,置入日光收集器,然后将人造树叶放入阳光照射下的水中。人造树叶周围会产生气泡,释放出的氢气能供燃料电池产生电力。这对需要电力的偏远地区和落后的发展中国家太有吸引力了,为未来全球能源的可持续发展提供了最直接的路径。
此外,人造树叶的制造原理还可以用于生产药物。一旦人造树叶产生氧气和氢气,氢气就会被喂给一种叫真氧产碱杆菌的细菌。该细菌中的一种酶能把氢气还原成质子和电子,将它们与二氧化碳结合,就能复制出更多的化合物。研究人员根据这一新方法,制造出了异丙醇。
目前,这个研究团队的当务之急,是通过优化催化剂和细菌,提高仿生叶片转换太阳能的能力。与自然界中将阳光转化为生物质1%的光合作用效率相比,他们的目标是实现5%的光合作用效率。
人造壁虎爪
无论是多么光滑的墙壁,壁虎都能在上面自由爬行,不用担心会掉下来,这一神奇的功夫靠的是与众不同的壁虎爪。壁虎的爪子上有由微毛组成的支系统,它能够神奇地运用某种类型的分子吸引力(学名范德瓦耳斯力),所以能轻而易举地黏附到物体表面。
2014年12月,美国宇航局喷气推进实验室的科学家提出了一种被称作壁虎爪的设计,设想打造出类似蜘蛛侠的超能力。该团队开发出的这套系统,属于壁虎爪的一个翻版,设计的仿生微毛结构被称作stalks(柄)。每一个柄的结构都等同于一个小吸盘,一旦被施力时,密合性就会被激活,释放时,其黏性又会消失。
2015年,研究人员又借助国宇航局的C-9B飞机(抛物线飞行)对这套系统在失重条件下的表现进行了测试。结果发现,它不但能够抓住飘浮状态中约9千克的重物,还能托住一名站在航天材料板上穿着特制服装、总重为113千克的研究人员。
这款人造壁虎爪系统,有望成为国宇航局Phoenix计划中的一部分,用于执行从轨道上清理和回收超过2。1万块10多厘米大的太空碎片的任务。届时,这些令各国宇宙飞船和火箭卫星唯恐避之不及的太空垃圾,再也不能横行霸道了。


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