令人咋舌的“人造”產品

阮華君

人造流星

每當看到流星劃破夜空，人們都會趕緊許愿，生怕錯過這千載難逢的機會。也許很快，我們就可以隨時隨地邂逅一顆“流星”了。

2015年年初，日本大學理工學系副教授阿部新助率領的研究小組，開始研發一種人造流星體，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，搭載著人造衛星被發射到太空，然后從衛星上朝地球射出。當人造流星體沖入大氣層和空氣發生摩擦時，它們會發熱燃燒，放射出耀眼的光芒。從地面上看，它們如同一顆顆閃耀的流星。最后，人造流星體的材料會在空氣中燃燒殆盡，化作灰塵，不會砸到地面上的行人。

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毫米見方這么大。流星之所以能被人看見，就是因為它以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，發出非常亮的光。”

目前，阿部新助率領的研究小組正在研究自然界隕石的結構和發光方式，改進人造流星體的材料。相信在不久的將來，人們就能夠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活自身，這是植物10億多年前生存的本領。近日，美國哈佛大學醫學院人造革、人造毛、人造棉、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，科技界最新出現的人造產品，已經遠遠超出了我們的想象，它們正給人類的生活帶來了翻天覆地的變化。

生物化學和系統生物學系的帕梅拉·希爾韋、埃利奧特·T和亞當斯教授受到樹葉的啟發，創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：人類終有一天會發現“植物守護著的秘密”，其中最重要的秘密，是植物將水分解成氫氣和氧氣的過程。

科學家在人造樹葉分別產生氫氣和氧氣的兩面薄膜中間，置入日光收集器，然后將人造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和落后的發展中國家太有吸引力了，為未來全球能源的可持續發展提供了最直接的路徑。

此外，人造樹葉的制造原理還可以用于生產藥物。一旦人造樹葉產生氧氣和氫氣，氫氣就會被“喂”給一種叫“真氧產堿桿菌”的細菌。該細菌中的一種酶能把氫氣還原成質子和電子，將它們與二氧化碳結合，就能復制出更多的化合物。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，是通過優化催化劑和細菌，提高仿生葉片轉換太陽能的能力。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5%的光合作用效率。

人造壁虎爪

無論是多么光滑的墻壁，壁虎都能在上面自由爬行，不用擔心會掉下來，這一神奇的功夫靠的是與眾不同的壁虎爪。壁虎的爪子上有由微毛組成的支系統，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”），所以能輕而易舉地黏附到物體表面。

2014年12月，美國宇航局噴氣推進實驗室的科學家提出了一種被稱作“壁虎爪”的設計，設想打造出類似蜘蛛俠的超能力。該團隊開發出的這套系統，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）”。每一個花柄的結構都等同于一個小吸盤，一旦被施力時，密合性就會被激活，釋放時，其黏性又會消失。

2015年，研究人員又借助美國宇航局的C-9B飛機（拋物線飛行）對這套系統在失重條件下的表現進行了測試。結果發現，它不但能夠“抓住”飄浮狀態中約9千克的重物，還能托住一名站在航天材料板上穿著特制服裝、總重為113千克的研究人員。

這款人造壁虎爪系統，有望成為美國宇航局Phoenix計劃中的一部分，用于執行從軌道上清理和回收超過2.1萬塊10多厘米大的太空碎片的任務。屆時，這些令各國宇宙飛船和火箭衛星唯恐避之不及的太空垃圾，再也不能“橫行霸道”了。

（刑智摘自《知識窗》2015年第5期，GettyImages供圖，Raven圖）