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从发电到深空探索:微藻带来的可持续未来

发布时间:2022-05-30 浏览次数:389

生命起源于海洋,在海洋中,最基础、最原始的单细胞海藻是海洋生物食物链中底层的养料,支撑着海洋生物的生长与生命的进化。

海藻在三十五亿年前就已经出现了,在生物界也算是活化石的存在,至今依然支撑着海底生物的生命系统多元化。海藻的活性成分多,营养丰富,其生长的条件易于创造,仅需要水分和光线就可以快乐地成长。

在科学与技术的发展中,海藻越来越多的重要价值被一一揭晓,如在功能性食品、食品添加剂、农业养殖、环保等领域都活跃着其身影。近日,一则蓝藻发电支撑计算机微处理器整整一年的科学研究,引起了科研圈的热议。蓝藻潜在的发电能力让目前遍布在数字世界的各种低耗能物联网设备看见了可持续的曙光。

活化石中的隐藏“Power”

这项研究是来自剑桥大学、米兰大学和 ARM 公司的研究团队共同合作,相关的研究论文以“Powering a microprocessor by photosynthesis”为题,发表在科学期刊 Energy & Environmental Science 上。

整个实验的进行是在2021年疫情封锁期间,研究人员通过将简易的设备装置安置在窗台上,就开始了研究。据论文资料显示,用以实验的发电小容器只有5 号电池般大小,装置的材料也极其简单,仅包含铝、塑料、蓝藻、水这四种简单的基础材料。

研究团队最初推测,蓝藻发电的原理要么是蓝藻在光合作用下,在设备正负极的设置中自身产生电子,进而产生电流,要么是蓝藻创造出类似传统的电化学反应条件,将容器中的铝阳极腐蚀产生电子。但实验结果显示,铝阳极并没有出现降解、腐蚀现象。因此研究团队推断,蓝藻在光合作用中自身产生了大部分电流。

如果脑洞开大一些,在火星上,使用微藻的闭环系统也可以支持人类在火星的部分活动。火星的大气中主要的气体是二氧化碳,其含量占据96%,微藻的这个闭环系统如果可以移植到火星,在携带足够水的前提下,少量研究人员在火星上活动也没有什么问题。

如果目光放到深空探索中,微藻系统也可以支持我们在太阳系的活动。我们呼吸中排出的气体主要是氮气、二氧化碳和氧气。在目前已知的一些微藻类中,有七十多种可以固氮的品类,这些蓝藻在固氮的同时释放氧气,也是一种可以支持人类深空探索的方式。虽然设定的这些条件比较理想化,但是科学的发展正是基于这些理想化的设定,才有了现在这些日新月异的变化,这也是未来科研研究的目标与动力。

拥有数十亿生命的古老海藻,支持和喂养了无数的生命,在地球演化的岁月中,迎来送往了各式各样的时代变迁。在技术更迭飞快的现代,我们借助工具得以更加深入的探索和开拓微藻,这个古老的生命也会继续支撑着我们走向绿色,走向可持续的未来,走向深空。

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