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可再生能源,一直是人们探索的热门话题。
在化石能源日益枯竭的今天,寻找更多更好的可再生能源,让无数的科学家绞尽脑汁。
地球上70%的面积都是水,海洋,自然成了科学家们眼中的香饽饽。
可是,面积大又怎么样呢?海洋就像个看得见摸不着的宝库,利用海洋能源的成本高得出奇,根本没有人愿意去真正开发。
但是,这个高中女生的出现,却给了人们希望。
2013年的英特尔科学奖第一名,给了一个年仅17岁的高中女生。
这个消息一下子就吸引了媒体的目光,什么“将海藻变成石油”的说法满天飞。
这当然是标题党,石油就是石油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体,海藻是不可能变成石油的。
但是这位美少女确实让很多人震惊了。
尽管她没有真的“将海藻变成石油”,但是萨拉却证明了从海藻中提取生物燃料的商业可行性。
或许,真的会开创一个“海藻油”的新纪元。
萨拉与她的床底实验室
萨拉·沃尔兹(Sara Volz),一个17岁的高中生。
她将自己的卧室变成了实验室,她的床底,震撼了整个世界。
…
萨拉是一个“95后”,出生于1996年的她从小就是个好奇宝宝。
她喜欢在草坪上玩耍,对自然界的一切变化都充满期待。
在家里的时候,莎拉最喜欢的地方就是厨房。
装在瓶瓶罐罐里的各种东西,都深深吸引了她的目光。
幼年的萨拉
萨拉经常趴在桌子边上,观察着瓶子里东西的变化。
开明的父母并没有阻止她的古怪行为,只当她是好奇,或许等萨拉长大点儿,就不会再盯着这些瓶子里的东西看了。
可长大了的萨拉并没有像父母所想的那样对这些东西失去兴趣。
进入了学校的她接触到了生物和化学的知识,更是无法自拔地沉浸在了化学的世界里。
她将元素周期表穿在了脚上,将DNA分子双螺旋结构模型戴在了耳朵上。
13岁那年,化学老师的一句话点燃了萨拉的小宇宙。
化学老师在讲到可再生能源的时候说了这样一句话:
“藻类植物作为一种可迅速再生的资源,现今转化为生物燃料在技术上已成为可能,但相当昂贵的生产成本让这种技术难以落地。”
萨拉很好奇,生长在海水中的藻类,怎么就能代替传统的燃料的呢?
海洋那么大,海藻那么多,又是什么原因让海藻的利用成本那么高呢?
如果能找到低成本的应用方法,那看似无用的海藻岂不是成了石油的绝佳替代品了吗。
萨拉想得出了神,当天放学回到家里,她兴奋地将自己的想法告诉了爸爸妈妈。
她的父母有些惊讶,但并没有阻止萨拉,而是给了她极大的支持。
萨拉与爸爸妈妈
萨拉没有贸然开始做实验,她先是跑到了美国几个顶尖的实验室里,向几十位相关的教授求教。
可那些专家教授们看着萨拉,却只是满眼不相信的神情。
根本没有人觉得,这个才13岁的小女孩,是真的对这个研究感兴趣,大概只是三分钟热度吧,何必为了她浪费时间。
没有一个人愿意帮助她,萨拉碰了一鼻子的灰。
失落的萨拉离开了那些高端的实验室,回到了自己的家里。
既然没人帮忙,那就自己研究吧。
她将自己的房间收拾干净,改造成了一间实验室。
萨拉的卧室兼实验室
下面一排排的柜子上整齐地摆着40多个三角烧瓶,里面长满了绿色的海藻。
桌子上则放着萨拉的显微镜和各种研究仪器。
萨拉就睡在海藻上面的一铺床上,每天伴着海藻入眠。
她时时刻刻都关注着自己的宝贝海藻,定期检查水分蒸发量,确保培养的藻类植物处于严格的光暗周期之中。
为了能更好地观察海藻,她甚至将自己的作息时间都调得和藻类植物一模一样。
简陋的实验条件,纯人工的培育,萨拉面临的只有一次接着一次的失败。
在查阅了数不清的资料之后,萨拉有了“惊人的发现”:在相同的营养和培育环境下,不同的藻类的含油量有着天壤之别。
显微镜下的海藻细胞
实际上,在相关领域的科学家看来,萨拉的这个“发现”根本就是众所周知的事情,没什么可惊讶的。
可对于萨拉来说,这个发现可不得了,“如果能精选出含油量最高的藻类,再加以培育,当含油量高到一定程度的时候,生产成本昂贵的问题不久迎刃而解了吗”。
藻类生物燃料的生产成本主要来自于提取,某些藻类中确实含有不低的油脂,可含量低得难以利用,整个成本比化石燃料要高太多。
萨拉的这个思路,科学家们也早就想到了,只是一直都没有找到解决的方法。
人工选育是一条漫长的道路,必须投入大量的时间与精力,而且还看不到尽头。
萨拉可不管这些,认准了的事情,她就一定要做到。
在她的床底实验室里,她开始了繁琐而漫长的人工选育最有产油藻类的实验。
她向藻类的培养液中加入各种物质。
5年的时间,近2000个日日夜夜,最美好的花季时光,她都献给了自己的实验室。
她几乎舍弃了所有的玩耍时间,除了吃饭睡觉上课,闲暇的时间她都待在实验室里。
可她得到的,却是一次次孤独而没有尽头的尝试。
一次又一次的失败没有阻止萨拉,她在坚持梦想的道路上越走越远。
在萨拉的心目中,每一次的失败都让她更加兴奋,似乎她离成功越来越近。
终于,在7000多次失败的实验之后,萨拉发现了一种叫做稀禾定(Sethoxydim)的物质。
稀禾定是一种肟类除草剂,有丝分裂的抑制剂,几乎对所有禾本科杂草都有高活性。
这种除草剂能够杀死表达低水平乙酰辅酶A羧化酶的藻类植物,而乙酰辅酶A羧化酶在脂类的合成中发挥着举足轻重的作用。
稀禾定分子式
当萨拉向培养瓶中加入稀禾定的时候,那些乙酰辅酶A羧化酶水平低、产油量低的藻类都被杀死了,剩下的是含油量较高的藻类。
更令人惊奇的是,稀禾定还能够让这些含油量较高的藻类植物生长更加茂盛。
萨拉将初步筛选出来的藻类植物进行进一步的筛选,又进行了大规模的培养。
在最后核算成本的时候,萨拉发现,通过她的方法生产制造一桶海藻制生物柴油,成本还不到2美元。
在这个能源危机时刻警醒着人们的时代中,萨拉的研究无疑给可再生能源带来了一丝新的曙光。
纵然要将萨拉的海藻油工业化还需要时间,可她的研究,却告诉了人们,在未来,利用这些高含油量的藻类植物制造生物燃料是可行的。
萨拉突破性的研究让她获得了多项发明创造领域的奖项,素有小诺贝尔奖之称的英特尔科学奖也将第一名给了这个坚持不懈的高中女生。
她拿到了10万美元的奖励, 麻省理工学院也向她抛出了橄榄枝,还承诺将会给她最好的实验设备以供研究。
她的研究甚至还惊动了美国军方与国家安全部门,这个前途光明的研究或许会影响国家的能源安全战略。
萨拉还在白宫接受了奥巴马的表彰,“就这个小姑娘,竟然在她的闺房的床下,完成了如此有意义的创举,简直让人不可思议”。
而她,是这样回应的,“我希望美国的下一代孩子们,不用在他们的卧室床底下做实验研究了”。
嗯,希望中国的孩子也不用。
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GMT+8, 2024-5-17 00:44
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