用高科技保护地球环境

周 军/文

在促进人类文明发展进步的同时，如何避免破坏人类所赖以生存的自然环境，是当今人类努力探索的方向之一。一些已有的或正在进行中的科技项目，在一定程度上为人类可持续发展作出了贡献，但它们并不是唯一的“密钥”。只有将各种科学技术与自然生态系统结合起来，才能真正地发挥巨大作用。

用微生物治理污染。自然生态系统中，不乏一些能降解多种类型污染的微生物。人类可以尝试利用这种生态系统的自然修复能力，来清理污染最为严重的地区。这一方式被称为“生物修复”，即利用生物的代谢活动，降低环境中有毒有害物质的浓度或使其无害化。

大数据帮助应对气候变化。大数据正在历史数据管理领域掀起一场革命。它可以通过对已有数据的分析，来预测未来将出现的趋势和模式，很可能成为我们应对气候变化的最大“盟友”。美国国家航空航天局就在利用这一技术，不断绘制地球表面的地图，并比较其随时间变化而出现的不同情况，以分析气候变化趋势。

开发可降解的生物塑料。生物塑料是由微生物制造的聚合物，通过化学技术进行处理，使其具备与常规塑料相似的性能。其巨大优势在于可降解或堆肥。此外，生物塑料并非石油提炼物，因此不会增加生物圈中循环的碳含量。

探索无需用电的家居生活。家居生活的碳排放量在总排放量中占比很高。减少碳排放量，也就是减少温室气体的排放，对地球环境可持续发展非常重要。为此，科学家们在努力寻找能减少日常生活对气候负面影响的材料和技术。“无需用电”就是方向之一。

其实，这一理念很早就应用在现实生活中了——太阳能热水器。太阳能是不会产生温室气体污染的清洁能源，但由于在晚间或阴雨天气下没有阳光直射，需借助太阳能板将晴天的太阳能储存起来。这种储存技术成本高、效率低，严重阻碍了太阳能大规模取代化石类燃料的进程，因此，提高现有太阳能储存技术水平是太阳能发展的关键。例如，美国密歇根大学就开发出一种透明材料，用于收集太阳能并将其转化为电能，效率比传统太阳能面板更高。

用人造树叶提供能量。树叶是大自然的杰作——利用太阳光将水分解并制得燃料。这是科学家们所梦寐以求的。然而，这个看似简单的设想却耗费了人们巨大的精力和财力。目前，一些人工树叶已经初具雏形：将它放在水中，暴露在太阳光下，即可将水有效地分解为氧气和氢气。这些气体再被输送到一个分离的燃料电池中储存并发出电力。

当然，“人工树叶”还存在着较大的局限性。首先，它并未真正实现自然界早已运行上亿年的树叶的全部功能，而仅仅模仿了树叶中光系统的局部功能。其次，它的运行也要依赖太阳能电池和燃料电池来完成。再次，它还需要新型、廉价的压缩气体系统以储存所产生的氢气和氧气，然后用于发电。因此，要把这一发明真正规模化应用还有很长的路要走。不过，科学家们正在着力完善其功能，以提高其进行光合作用的效率。

研发“人造肉”减少碳排放。早在几十年前，科学界就开始研发能部分替代加工食品业的新技术。比如，用植物产品代替动物产品，或者利用动物细胞在实验室中培育“人造肉”。尽管目前已有多个研究项目展开相关研究，但尚未开发出可供大规模消费的相关产品。

储存大自然的能量。可再生能源对减少人类在全球产生的破坏性足迹很重要。风能、水电或光伏能源分布广泛，但它们都存在一个问题，即常受天气和时间的限制，且难以累积。为此，科学家们正致力于开发效率远高于锂电池，且成本和环境影响要低得多的钒电池。与此同时，其他替代方案也不断涌现，氢能源就是一例。多余的可再生能源可转化为氢气。这些氢气可储存起来，供必要时使用。