九乡新闻网舞女泪mp3:即将改变世界的10大科技创新_环球科学(《科学美国人》中文版)-9
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即将改变世界的10大科技创新
时间:2011-01-10 13:50 来源:《环球科学》2011年第1期 如果我们可以制造出将垃圾变为燃料的机器人，世界将会怎么样？我们能否利用电子游戏（是的，电子游戏）的力量让人类做正确的事情？假使我们DNA 中的“垃圾”实际上比基因更重要，会如何？倘若昆虫掌握着拦截网络攻击的秘密将会怎样？
从垃圾中获取燃料
通过基因技术改造的细菌能以垃圾为原料制造燃料。
撰文 马修·L·沃尔德（Matthew L. Wald） 翻译 王昊明
炼油厂给人的印象，就是“大”，厂区内建有大量输油管和 储油罐。这些企业每天消耗大量的能量，以石油为原料，从中 提炼汽油、柴油和航空燃料，同时释放有毒的烟尘。但在不远 的将来，炼油厂的规模可能会大幅缩小，小到只有在显微镜下 才能看清结构。它们的原料也会发生变化，甚至能将生活垃圾（比 如这本杂志使用的纸张、装修房屋产生的木屑和枯叶等）中的 碳氢化合物转换为燃料。
这种技术的关键是依靠外界作用，使垃圾中拥有氢或碳成 分的分子产生变化，生成在室温下为液态、适合作为内燃机燃 料的产物。这方面最有前途的方法，是利用经过基因改造的单 细胞生物，将固态碳氢化合物转化为液态。目前已有多种微生 物能够利用环境中的原材料制造碳氢化合物，但产物还不能被 人类大量采用。比如，某种水藻非常擅长将二氧化碳转化为可 以提炼出燃料的脂肪酸。但是这种方法成本太高，因此提取物 一般只用于制造高级化妆品等昂贵的产品。
还有更好的解决方案，那就是创造一种能够直接“分泌” 碳氢化合物的微生物。（更精确的说法应该是“排泄”，但所有 商家应该都不会喜欢这个更精确、也更恶心的动词。）有了能分 泌燃料的微生物，“你还可以将作物里的生物质转换成那些小型 化学工厂生产的有机燃料，”美国能源部官员埃里克·图恩（Eric Toone）说，他负责有关生物能源课题的款项划拨。
然而，基因改造也会引起一些新问题。许多人担心经过基 因改造的微生物最终会进入自然环境，这类单细胞生命几乎无 法控制。
这些微生物还必须被妥善饲养——问题是该喂它们些什 么？一种方案是以阳光为食。2010 年9 月，位于马萨诸塞州剑 桥的Joule 无限责任制公司获得了一项专利——他们培育出一种 转基因细菌，能够利用太阳光和二氧化碳直接制造柴油燃料的 成分。
另一种方案是以糖类为食。植物在获取能量时，会通过化 学方式将能量“锁定”在作物木质部分里的糖类分子之中。许 多研究人员正在寻找一种方法，从纤维物质中回收糖类，并将 它们转化为乙醇。虽然乙醇燃料有税收抵免，但是和汽油相比， 它们的能量密度较低，而且高浓度乙醇也不适合作为传统汽车 的燃料。
相反，科学家和工程师希望从糖类中直接获得一些更有用 的化学制品。2010 年7 月，美国LS9 公司（ 位于南圣弗朗西斯科） 的科学家宣布，他们修改了大肠杆菌的基因，让它们能直接将 糖转化为烷类——这是碳氢化合物的一种，与标准炼油厂的许 多产品属于同一类。但是，只要适当修改基因组，也许在不久 的未来，细菌就能将垃圾中的糖类转变为你汽车油箱里的燃料。