日本《朝日新聞》近日發(fā)表題為《深海之光——極端環(huán)境是創(chuàng)意寶庫》的文章，作者是櫻井林太郎，編譯如下：
在被稱為最后未開墾地的深海，有著低溫、高壓、黑暗等極限環(huán)境。能否從這些極限環(huán)境中得到啟發(fā)，將其用于材料開發(fā)，進(jìn)而解決社會(huì)問題呢？已經(jīng)有人提出了這樣的研究創(chuàng)意。
海洋占地球表面大約70%的面積。深海是指水深200米以下的海域。深海的最大特點(diǎn)在于壓力。每深10米，就會(huì)增加1個(gè)大氣壓，世界上最深處的馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵(深度約10900米)，壓力達(dá)到1100個(gè)大氣壓。
日本京都工藝?yán)w維大學(xué)教授谷口育雄(高分子材料化學(xué))注意到這種壓力，開發(fā)出了利用高壓條件在室溫就能成形并具有生物分解性的塑料。
普通塑料需要加熱到200度左右才能使材料融化成形，但由于構(gòu)成塑料的高分子鏈會(huì)因高溫而斷裂，所以普通塑料很難被回收利用。
新開發(fā)的塑料無需考慮溫度，只需施加100至500個(gè)大氣壓的壓力，就可使材料流動(dòng)成形。待其回到正常壓力后就會(huì)變硬，且高分子鏈不會(huì)斷裂，因而可以反復(fù)回收利用。由于無需加熱和冷卻，耗電量僅為原有生產(chǎn)方式的三分之一，有助于節(jié)約能源。
至于原料，不使用石油，而可利用植物來源的可再生資源和大氣中的二氧化碳來制造。谷口估算，如果能替代現(xiàn)有塑料的工作取得進(jìn)展，日本全部二氧化碳的排放量將減少2%。
而且，還可以用于治理塑料垃圾污染。塑料一旦進(jìn)入大海，就會(huì)與微生物聚集在一起沉入海底。而以新方式開發(fā)出的塑料，在水壓增高的情況下會(huì)變成流動(dòng)狀態(tài)，更快得到分解。
谷口表示期待說，“不僅可以替代現(xiàn)有的塑料，也有可能應(yīng)用于包裹藥劑等不耐熱物質(zhì)”。
在深海中，水深超過1千米時(shí)，水溫會(huì)恒定處于5度左右，但被稱為“熱液噴出孔”的海底溫泉屬于例外。
日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)生命理工學(xué)中心負(fù)責(zé)人出口茂在研究被地球內(nèi)部巖漿加熱到幾百度的水噴出后，瞬間被周圍冷水冷卻的特殊環(huán)境。
他發(fā)現(xiàn)，在高溫高壓環(huán)境下，水和油這兩種本來不相溶的物質(zhì)會(huì)相互融合，如果一下子將其冷卻，油分就會(huì)變成納米級別的微小粒子并分散開來，形成“乳化”狀態(tài)。
他研發(fā)出通過快速加熱和快速冷卻，在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)與“熱液噴出孔”附近相同環(huán)境的裝置，成功制成直徑小于100納米的納米油滴。
依靠激烈攪拌混合物來進(jìn)行乳化的傳統(tǒng)乳化技術(shù)，是不能形成如此細(xì)微顆粒的。傳統(tǒng)乳化技術(shù)中，顆粒看起來像蛋黃醬，但利用新研發(fā)的納米乳化技術(shù)，顆?？雌饋硎峭该骰虬胪该鞯?。
日本食品添加劑制造商三榮源FFI(大阪府豐中市)，利用出口教授的技術(shù)，制作出前所未有色調(diào)的著色劑，正在進(jìn)行商品化準(zhǔn)備。
公司還利用這一技術(shù)，制造出用于果汁中的新型香料，并已開始向大型飲料制造商發(fā)貨，產(chǎn)品包括蘋果、桃子、葡萄、橙子等十多種新型香料。
該公司色彩和健康部門負(fù)責(zé)人坂田慎高興地說：“得到客戶認(rèn)可說，‘香味醇厚’。創(chuàng)造了新的價(jià)值。”
借鑒生物適應(yīng)深海嚴(yán)酷環(huán)境生存戰(zhàn)略的研究也在進(jìn)行當(dāng)中。日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)研究員立岡美夏子等人在水下200米至幾千米深的海底，發(fā)現(xiàn)了3種新細(xì)菌，它們可以分解纖維素化合物以作為營養(yǎng)來源。
纖維素是生物的營養(yǎng)來源葡萄糖呈直鏈狀的碳水化合物。它是植物細(xì)胞壁和纖維的主要成分，地球上存在最多的有機(jī)物，但很難被分解。
立岡等人認(rèn)為，從陸地進(jìn)入大海的有機(jī)物，容易被利用的成分會(huì)被消耗，最后被剩下的纖維素可能會(huì)被深海中的微生物分解掉，于是鎖定了這些新細(xì)菌。在低溫、光照不足且能量匱乏的深海中，它們是如何有效地分解纖維素的呢？相關(guān)研究正在進(jìn)行當(dāng)中。
纖維素不僅是營養(yǎng)來源，還可以成為液體燃料、制造藥品、塑料等的原料。立岡認(rèn)為，“如果能夠有效分解纖維素，就可以不依賴從國外進(jìn)口石油，而用源于大自然的可持續(xù)資源來進(jìn)行替代”。
海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的出口教授，基于從深海獲得的靈感，提出了“深海激勵(lì)化學(xué)”這一概念，以促進(jìn)革命性的技術(shù)創(chuàng)新。他指出：“深海充滿了開發(fā)新技術(shù)的啟示。如果能從資源經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，不把海洋作為攫取對象而是學(xué)習(xí)對象，就能以可持續(xù)的方式來利用海洋”。
日本《朝日新聞》近日發(fā)表題為《深海之光——極端環(huán)境是創(chuàng)意寶庫》的文章，作者是櫻井林太郎，編譯如下：
在被稱為最后未開墾地的深海，有著低溫、高壓、黑暗等極限環(huán)境。能否從這些極限環(huán)境中得到啟發(fā)，將其用于材料開發(fā)，進(jìn)而解決社會(huì)問題呢？已經(jīng)有人提出了這樣的研究創(chuàng)意。
海洋占地球表面大約70%的面積。深海是指水深200米以下的海域。深海的最大特點(diǎn)在于壓力。每深10米，就會(huì)增加1個(gè)大氣壓，世界上最深處的馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵(深度約10900米)，壓力達(dá)到1100個(gè)大氣壓。
日本京都工藝?yán)w維大學(xué)教授谷口育雄(高分子材料化學(xué))注意到這種壓力，開發(fā)出了利用高壓條件在室溫就能成形并具有生物分解性的塑料。
普通塑料需要加熱到200度左右才能使材料融化成形，但由于構(gòu)成塑料的高分子鏈會(huì)因高溫而斷裂，所以普通塑料很難被回收利用。
新開發(fā)的塑料無需考慮溫度，只需施加100至500個(gè)大氣壓的壓力，就可使材料流動(dòng)成形。待其回到正常壓力后就會(huì)變硬，且高分子鏈不會(huì)斷裂，因而可以反復(fù)回收利用。由于無需加熱和冷卻，耗電量僅為原有生產(chǎn)方式的三分之一，有助于節(jié)約能源。
至于原料，不使用石油，而可利用植物來源的可再生資源和大氣中的二氧化碳來制造。谷口估算，如果能替代現(xiàn)有塑料的工作取得進(jìn)展，日本全部二氧化碳的排放量將減少2%。
而且，還可以用于治理塑料垃圾污染。塑料一旦進(jìn)入大海，就會(huì)與微生物聚集在一起沉入海底。而以新方式開發(fā)出的塑料，在水壓增高的情況下會(huì)變成流動(dòng)狀態(tài)，更快得到分解。
谷口表示期待說，“不僅可以替代現(xiàn)有的塑料，也有可能應(yīng)用于包裹藥劑等不耐熱物質(zhì)”。
在深海中，水深超過1千米時(shí)，水溫會(huì)恒定處于5度左右，但被稱為“熱液噴出孔”的海底溫泉屬于例外。
日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)生命理工學(xué)中心負(fù)責(zé)人出口茂在研究被地球內(nèi)部巖漿加熱到幾百度的水噴出后，瞬間被周圍冷水冷卻的特殊環(huán)境。
他發(fā)現(xiàn)，在高溫高壓環(huán)境下，水和油這兩種本來不相溶的物質(zhì)會(huì)相互融合，如果一下子將其冷卻，油分就會(huì)變成納米級別的微小粒子并分散開來，形成“乳化”狀態(tài)。
他研發(fā)出通過快速加熱和快速冷卻，在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)與“熱液噴出孔”附近相同環(huán)境的裝置，成功制成直徑小于100納米的納米油滴。
依靠激烈攪拌混合物來進(jìn)行乳化的傳統(tǒng)乳化技術(shù)，是不能形成如此細(xì)微顆粒的。傳統(tǒng)乳化技術(shù)中，顆?？雌饋硐竦包S醬，但利用新研發(fā)的納米乳化技術(shù)，顆?？雌饋硎峭该骰虬胪该鞯?。
日本食品添加劑制造商三榮源FFI(大阪府豐中市)，利用出口教授的技術(shù)，制作出前所未有色調(diào)的著色劑，正在進(jìn)行商品化準(zhǔn)備。
公司還利用這一技術(shù)，制造出用于果汁中的新型香料，并已開始向大型飲料制造商發(fā)貨，產(chǎn)品包括蘋果、桃子、葡萄、橙子等十多種新型香料。
該公司色彩和健康部門負(fù)責(zé)人坂田慎高興地說：“得到客戶認(rèn)可說，‘香味醇厚’。創(chuàng)造了新的價(jià)值。”
借鑒生物適應(yīng)深海嚴(yán)酷環(huán)境生存戰(zhàn)略的研究也在進(jìn)行當(dāng)中。日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)研究員立岡美夏子等人在水下200米至幾千米深的海底，發(fā)現(xiàn)了3種新細(xì)菌，它們可以分解纖維素化合物以作為營養(yǎng)來源。
纖維素是生物的營養(yǎng)來源葡萄糖呈直鏈狀的碳水化合物。它是植物細(xì)胞壁和纖維的主要成分，地球上存在最多的有機(jī)物，但很難被分解。
立岡等人認(rèn)為，從陸地進(jìn)入大海的有機(jī)物，容易被利用的成分會(huì)被消耗，最后被剩下的纖維素可能會(huì)被深海中的微生物分解掉，于是鎖定了這些新細(xì)菌。在低溫、光照不足且能量匱乏的深海中，它們是如何有效地分解纖維素的呢？相關(guān)研究正在進(jìn)行當(dāng)中。
纖維素不僅是營養(yǎng)來源，還可以成為液體燃料、制造藥品、塑料等的原料。立岡認(rèn)為，“如果能夠有效分解纖維素，就可以不依賴從國外進(jìn)口石油，而用源于大自然的可持續(xù)資源來進(jìn)行替代”。
海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的出口教授，基于從深海獲得的靈感，提出了“深海激勵(lì)化學(xué)”這一概念，以促進(jìn)革命性的技術(shù)創(chuàng)新。他指出：“深海充滿了開發(fā)新技術(shù)的啟示。如果能從資源經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，不把海洋作為攫取對象而是學(xué)習(xí)對象，就能以可持續(xù)的方式來利用海洋”。
本文鏈接：日學(xué)者提出“深海激勵(lì)化學(xué)”新概念http://m.sq15.cn/show-2-4012-0.html
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