“人造树”造福人类

近年来，“人造树”的研制在许多国家纷纷兴起。这种由人工制造的、具有类似树木形状或功能的设施，种类很多并具有不同特性，为改善人类的生存环境默默地做出贡献。

　　

　　“充电树”提供能源

　　

　　韩国有一位名叫金俊西的研究人员，在一次到沙滩游玩的时候，发现自己随身携带的手机和数码相机都没电了。周边没有可以充电的地方，但沙滩上烈日炎炎，阳光十分充足,要是能利用太阳能该有多好!这使金俊西茅塞顿开，很快他就开发出一款可以为随身小电器充电的便携式“充电树”。这种“充电树”净重3千克，高度为1米左右，若是折叠起来长度只有20厘米。它的外观时尚，灵巧轻便，非常便于携带。这种人造树的“树冠”是一块圆形的电池板，“树干”是装有电线的合金空心杆。每根杆上有3个充电接口，输出220伏的电压，可以同时为3个小电器充电。在外面旅游或野外考察时，携带一棵太阳能“充电树”，就能随时为笔记本电脑、数码相机、音乐播放器、手机等电器充电。当然，也可以把这种太阳能“充电树”放在居室阳台上，为房间里的小型家用电器提供绿色能源。

　　这种“充电树”虽然具有令人称赞的功能，但和真正的树木相比还是有一定区别的。于是，科学家便在研制具有树叶功能的部件上下功夫，以便制成和真正树木相近似的人造树。世界上第一片人造树叶早在十多年前就已经问世。但是，这种需要用昂贵稀有金属制成的“树叶”，不仅性能不稳定，而且寿命短暂，使用不到一天就无法继续工作了，实用价值十分有限。

　　现在传来了好消息，美国麻省理工学院研究人员终于研制出具有实用价值的人造树叶。它由硅材料和电子元件制成，在充分吸收太阳光之后，可以将水分解成氢气和氧气；然后再把氢气和氧气输送到一个分立的燃料电池里进行储藏，并在这里发生化学反应输出电力。研究人员采用基于镍和钴的高效催化剂，可以使人造树叶在常规环境下进行光合作用的效率超过自然叶片的10倍。大小如扑克牌但更薄一些的人造树叶，连续工作45小时性能一直保持稳定。虽然这项成果眼下还属于“实验室里的技术”，但其实现的技术飞跃具有重要意义。

　　

　　“人造树”低碳照明

　　

　　科学家设计制造的一些人造树，利用太阳能供电，完全可以作为净化城市环境的低碳路灯，在现代社会中发挥积极作用。

　　在美国波士顿市的街头，新设计的人造树照明灯已经成为城市的新景观。这些树的“树干”和“枝叶”都是由回收的可降解塑料制成，即使破损废弃后也不会污染环境。路灯的“树冠”看上去是一片片茂密的叶子，其实都是太阳能电池板，数量的多少可以根据需要进行安装。这些树白天吸收太阳能，并储存在“树根”处的电池内。到了夜晚，便为城市的街道和广场提供柔和的照明。节能环保的LED灯隐藏在透明的“树干”中并和公共电网相联，如果连续晴天，多余的电量可以输送到公共电网；如果遇到连续的阴雨天气，路灯则利用公共电网进行照明。这些“大树”还是人们休息和娱乐的场所，树下设有座椅和跷跷板。座椅和跷跷板下都装有发电装置，可以把人们坐下时挤压座椅的能量或孩子们玩耍时产生的能量转化为电能。

　　奥地利研究人员发明的一种竖立在街头的树状照明灯，更是令人赞叹。这种太阳能人造树可以根据需要分出几个到十几个枝丫，每个枝丫上有1～4平方米的太阳能电池板。这些太阳能电池板吸收太阳能发电，吸收一整天的太阳能能够满足连续4个晚上的夜间照明。即使是阴霾的天气，它也可以吸收透过云层的微弱阳光进行工作。这种街灯摆脱了电线的束缚，产生的电能一部分用于提供街头公共设施用电，另一部分并入公共电网，为附近的居民提供生活用电。现在，漫步在维也纳的街头，就可以看到成排的太阳能树状街灯。

　　人造树照明灯可以建立在闲置的土地上，比如废弃的垃圾填埋场，成为一片“太阳能发电森林”；也可以在街道上原有路灯的基础上进行改造，每棵“树”就是一种新式的街灯。据专家推算，仅仅把欧洲现有的路灯都改造成太阳能发电树，就可以使现有供电能力增加10%，还能够大大减少二氧化碳的排放量。

　　

　　“人造树”吸收二氧化碳

　　

　　减少大气中的二氧化碳的含量，成为了遏制全球气候变暖的重要方法。美国哥伦比亚大学的研究人员克劳斯·拉克纳，早在1999年就率先提出用“人造树”吸收二氧化碳的设想。根据拉克纳的计算，每棵“人造树”每年可以吸收9万吨二氧化碳，这相当于15000辆汽车的二氧化碳排放量。经过不断探索，拉克纳于2003年系统地提出了使用“人造树”技术捕捉二氧化碳的实施方案。他设计的“人造树”工作原理很像植物的光合作用，不同的是，它只能利用化学反应将空气中的二氧化碳吸收储存，但不能像植物那样释放出氧气。这种“人造树”的顶部设有许多二氧化碳捕集器，捕集器中装有吸收二氧化碳的化学物质，单个捕集器一年能够吸收约25吨二氧化碳。科学家推算，如果能够将25万棵高90米的“人造树”安置在地球上，用来吸收大气中的二氧化碳，每年可以消除220亿吨温室气体。这样，就能使因二氧化碳剧增而导致的全球气候变暖问题得到一定程度的缓解。

　　美国设计的吸收二氧化碳“人造树”，树高为20～60米，很像一个大型的苍蝇拍，也有点像插在棍子上的方形散热器。其像百叶窗一样的叶片，可从空气中吸取大量的二氧化碳。“人造树”利用道路上的风力发电机来提供能量。它们不仅可以像真正的树木那样吸收二氧化碳，而且吸收效率可以达到自然树木平均吸收二氧化碳能力的1000倍。当二氧化碳吸收到一定量之后，由埋在地下的特殊装置进行液化和压缩，然后通过专门的管道输送到固定的处理点，一般处理方法是把这些压缩的液态二氧化碳埋到地下或海底。

　　研究人员表示，利用“人造树”吸收二氧化碳技术不受地理位置局限。20年后，世界各地都会出现这种人造树，城市热岛效应将会得以大大减缓。当然，依靠“人造树”只能是改变气候变暖趋势的一种途径，还需要配合其他减排手段才会有明显成效。

　　

　　“人造树”改造沙漠

　　

　　西班牙学者提出的用“人造树”改造沙漠的计划，也是一项很有创意的设想。所用的“人造树”大体上和天然树差不多，高7~10米，有树根、树干和树叶。坚硬而挺直的树干，由布满孔道的聚氨酯为基本材料制成。树干中的孔道能够通过毛细作用吸收水分。树根由3条边上带孔的空心管道构成，呈三角架状，需采用高压手段将聚氨酯注入这些管道，使它渗入土壤后形成长长的聚氨酯压出带，外向延伸要达20米之远，以起到固定的作用。树顶则呈棕榈树冠的形状，有利于冷凝露水。

　　这种没有生命的“人造树”在寒冷的沙漠夜晚，吸收凝在表面的水分，并将其贮存在体内；到了炎热的白昼，水分缓慢地散发，可以降低周围气温，形成降雨冷空气云团。在气候有所改善的前提下，再适时栽种天然耐旱的植物。这样，沙漠就可以向绿洲演变。

　　【责任编辑】庞云