劉行知
無人機(jī)航拍遙感具有時(shí)效性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性好、巡察范圍廣等優(yōu)點(diǎn),可以不受空間和地形的制約,去到更遠(yuǎn)更苦的地方大顯身手,幫助人類探索許多條件艱苦的環(huán)境,為我們提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。野生動(dòng)植物保護(hù)者可以利用無人機(jī)監(jiān)控動(dòng)植物,了解它們的生存狀況;山間救援隊(duì)可以利用無人機(jī)協(xié)助偏遠(yuǎn)地區(qū)的搜救任務(wù)……無人機(jī)應(yīng)用廣泛,正在使我們的世界變得更好。
然而,如果無人機(jī)脫離人的控制,比如失蹤或者墜毀,便會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的破壞。2013年,一架用于科學(xué)探索的無人機(jī)在美國阿拉斯加海岸失蹤。雖然幸運(yùn)的是后來漁民們找到了無人機(jī)的殘骸,但如果其燃料箱破裂或者沒有被及時(shí)回收,就會(huì)形成生態(tài)垃圾,影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。用于環(huán)保目的的無人機(jī)最終卻破壞環(huán)境,這不得不說是一種諷刺。
考慮到這個(gè)問題,美國宇航局的生物學(xué)家設(shè)計(jì)了一款新型環(huán)保無人機(jī)。如果它墜毀,能將對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響降到最低,因?yàn)樗鼘⒂煽缮锝到獾牟牧现瞥伞N磥淼臒o人機(jī),甚至可能被設(shè)計(jì)成單程飛行,在完成任務(wù)后被蓄意墜毀,成為阿拉斯加鮭魚的零食。
機(jī)架
由菌絲材料制成。菌絲體是真菌的營養(yǎng)體,即所謂的根,緊密纏繞的菌絲能把周遭的一切東西牢牢縛住。將稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄物與菌絲混合后裝進(jìn)模具內(nèi),數(shù)天后菌絲便能填滿模具的每個(gè)角落,再經(jīng)過高溫烘烤阻止菌絲繼續(xù)生長,其形狀便不會(huì)發(fā)生變化。這種材料成本低、強(qiáng)度強(qiáng)且不會(huì)造成污染。
螺旋槳
為無人機(jī)提供升力的螺旋槳同樣是由可生物降解的材料制成。
電池
環(huán)境友好型的細(xì)菌燃料電池可以為無人機(jī)提供動(dòng)力。
電路
無人機(jī)的電路系統(tǒng)采用銀納米粒子墨水印制,雖然不能瞬態(tài)溶解,但能夠生物降解,具有環(huán)保性。
生物傳感器
科學(xué)家將通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行基因改造,將其作為識(shí)別元件制成生物傳感器,以讀取生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù),比如二氧化碳含量、大氣污染物等。
基因安全
經(jīng)過基因改造的生物傳感器在無人機(jī)墜毀后,轉(zhuǎn)基因細(xì)胞會(huì)不會(huì)與自然存在于環(huán)境中的細(xì)胞混在一起,從而污染生態(tài)環(huán)境?答案是不會(huì)??茖W(xué)家會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞進(jìn)行基因編輯,設(shè)置“密碼”,導(dǎo)致它們無法“交流”。
外殼
無人機(jī)的菌絲體機(jī)架將被一層利用細(xì)菌制造出來的纖維素保護(hù)著。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)分泌纖維素的細(xì)菌,就可以得到不同結(jié)構(gòu)的細(xì)菌纖維素,片狀纖維素在營養(yǎng)液干燥之后就會(huì)形成堅(jiān)韌的皮革狀物質(zhì),提高材料的彈性和耐用性。
防水
細(xì)菌纖維素具有很強(qiáng)的持水能力,因此為了防水還需在纖維素保護(hù)層之外覆蓋蛋白質(zhì)涂層。這種蛋白質(zhì)涂層可以從經(jīng)過基因修飾的酵母細(xì)胞中制備。其實(shí)這啟發(fā)于造紙胡蜂,它們能夠分泌一種蛋白質(zhì)在紙巢上,增強(qiáng)防水能力,從而使紙巢遮風(fēng)擋雨。
加速降解酶
雖然無人機(jī)的部件可以自然生物降解,但研究人員也設(shè)計(jì)了有助于加速無人機(jī)“自毀”過程的酶的釋放機(jī)制。人為控制釋放酶或者在特定情況下(如墜毀),酶會(huì)促進(jìn)生物降解,轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)。