作者:郗旺
植物變身“礦工”
你知道嗎,在未來,植物能代替在礦場中辛勤勞動的工人,為人類采礦。
植物怎么采礦呢?原來,植物的根系可以將地下的各種礦物吸收到體內,然后在體內沉積下來。例如,很多植物,甚至包括玉米,都被發現在葉片中能累積黃金等金屬礦物。
當然,現在的植物對礦物吸收和累積的能力還很弱,而且很多礦物埋藏的底層很深,現有的植物根系達不到礦藏所在的地層。但是,科學家們可以對植物進行改造,讓植物的根系更加發達,擴展到更深和更廣的范圍;同時加強植物根系對礦物的吸收能力,并且讓植物能忍受吸收進體內的高濃度礦物成分,便于人類的分離和提取。
這樣,只要在礦藏區域種植上“采礦植物”,就能源源不斷地從植物的葉片、枝條內提取出有用的礦物,人們再也不用挖掘危險的礦洞,或者用有害的溶液去提取礦物了。
此外,這些“采礦植物”不僅能用于采礦,還能用于從被重金屬污染的土地上,重新吸收那些有害的金屬元素為人所用,達到“變廢為寶”的目的!
快速轉化為能源
煤炭和石油,是遠古時代樹木和浮游生物被埋藏地下,經過億萬年的地質變遷而來的。植物要變成能夠使用的能源,需要太久的時間。科學家們試圖讓植物能快速轉化為能源。
例如,科學家通過改造植物光合作用和糖類合成的生理過程,讓植物更有效地進行光合作用,更快地累積糖、纖維素等成分。不過,纖維素構成的木材除了燃燒之外很難被利用,因此科學家又在如何對付纖維素上下功夫。他們改變纖維素的微觀結構,讓纖維素能更快速地被酶降解為小分子的糖。這樣一來,植物就能為乙醇發酵提供更多更廉價的糖,而乙醇,則是很好的能源物質。
同時,科學家們還能讓植物不需要太長時間就能產出“石油”來。石油是很多碳鏈長度不同的烷烴,以及其他含碳化合物構成的混合物。而很多植物,也能合成與其相似的脂肪酸酯來。由于這些脂肪酸酯的特性和柴油非常接近,因此又被稱為“生物柴油”。在能夠產生“生物柴油”的植物中,以微小的藻類產能最強,據測算,每公頃水域的藻類,能夠獲得超過 1.6 萬升的生物柴油。
可以想象,未來只需在貧瘠的土地上種植能源植物,或在人工水池中養上產油的微藻,就能將原本不能利用的土地變成“煤田”、“油田”。同時,減少使用化石燃料,也能讓我們的環境更清潔。
植物電池能發電
植物能直接提供最容易被利用的能源之一--電能嗎?答案是肯定的。
光合作用的第一步,就是光能轉化成電能的過程。植物利用光合色素和光合蛋白,將光的能量傳遞給水,從而將水分解成為氧氣和質子,同時產生電子。一般情況下,質子和電子被用于和二氧化碳一起合成糖類,但是經過科學家的改造,可以將這些質子和電子重新以氫氣的形式釋放出來,這樣植物就被改造成一個高效的水的分解器,產生的氧氣和氫氣可以通過燃燒或者燃料電池等轉化為電能。更進一步的話,還可以將植物產生的電子匯集起來,形成“植物電池”讓人類使用。
凈化空氣更高效
環境污染是大家都關心的問題,而植物是天然的“空氣凈化器”,這一點大家應該是知道的。不過未來植物的凈化效率將會更高。
植物本身可以降低空氣中的粉塵含量,吸收有害氣體等等。在未來,經過科學家改造的植物更能發揮優勢。例如,葉片上長出更多更細的毛,除了過濾空氣中的較大粉塵外,還能直接降低空氣中的PM2.5顆粒;植物的氣孔活動和其他生理機能有所改變,能更有效地吸收工廠、汽車尾氣排出的二氧化硫、氮氧化物等有害氣體,并將它們轉化為植物自身生長的養料。 知識就是力量供稿