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未来典籍:当房屋生长在树上

探索生物塑料等未来材料,它们将彻底改变建筑和可持续性。未来会怎样?

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是的。这是真的。经过短暂的夏日沉寂,Codex Futurius 又回来了,这是本博客永无止境地探索科幻大科学的追求。关于未来材料的问题是由埃默里大学物理学家 Sidney Perkowitz 提出的。非常感谢 Perkowitz 博士提供了可靠(哈哈)的信息,也感谢 NAS 的 科学与娱乐交流 (SEEx) 项目主任 Jennifer Ouellette 将我们与他联系起来。未来我们会使用金属吗?我们还会用什么来建造东西?我们可能用有机技术(由生物体或从中制造的机器和建筑)取而代之吗?在 1967 年的标志性电影《毕业生》中,困惑的 20 多岁的 Benjamin Braddock(达斯汀·霍夫曼饰)从一位商人那里得到了一些职业建议,商人凑近他低语道:“我想告诉你一个词。只有一个词。你在听吗?塑料。”本杰明没有听从这个建议,但世界其他地方都照做了,而且做得非常多。到 1979 年,全球塑料产量已超过钢铁产量,并且仍在增长,今年已达到 2 亿吨以上。毫无疑问,塑料将继续在我们制造东西方面发挥重要作用,但它不会取代一切。在某些方面,塑料是未来的材料,是人类经历了漫长的石器时代、青铜时代、铁器时代和钢铁时代后,向上攀登的最新一步。“Plastic”一词源自希腊语,意思是“可塑的”。与金属和其他材料相比,塑料具有无限的通用性。它能够变形并具有不同的机械和光学特性,在从包装、管道到玩具、医疗用品和计算机的广泛应用中都有出现。而且与铁和钢不同,塑料不会生锈。但是塑料也存在一些问题,这些问题将阻止它在不久的将来取代金属。它本身的耐用性可能是一个问题。丢弃的塑料制品可以在垃圾填埋场中存活数百年而不降解,并且在远离陆地的海洋中也发现了塑料制品污染。此外,似乎并不广为人知的是,制造塑料的原材料来自我们需要节约的资源——石油。最重要的是,金属在某些方面比塑料做得更好——试着用塑料刀切苹果。铜和其他金属对于通过电网导电至关重要;塑料只能绝缘载流导线。然而,塑料正在蚕食一些材料,例如木材,在某些应用中,木材已被塑料“木材”取代。塑料还提供了一种实际使用生物技术建造东西的可能性。与被归类为无机物的金属不同,塑料是有机的;它们由碳、氢、氮和氧组成,与生物体的组成相同,这使得塑料与生物产品相关联。例如,在适当的条件下,某些微生物可以合成称为聚羟基脂肪酸酯 (PHAs) 的化合物。它们具有类似于人造塑料的性能,优点是它们不含石油且可生物降解。研究人员正在研究大规模生产这些生物塑料的方法,例如通过生物工程改造植物来生产它们。如果你想进行更进一步的推测,远远超出在工厂里制造塑料而不是种植塑料的想法,可以想象一下生物工程植物从饮水杯到房屋,精确地生产出所需形状的塑料这种科幻般的可能性。目前的生物技术离这种可能性还差得很远,但科幻小说总会指向未来。如果说生物塑料是 21 世纪的材料突破,那么从种子长出的房子可能是 22 世纪的突破。

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