珍妮班亞斯(Janine Benyus),一位專門撰寫自然科學相關文章的作家,同時也是許多科技公司的顧問,她認為大自然對於我們一輩子想解決的難題,其實已經提供了完美的解答,這些解答不但免費,而且還兼顧到了環境的永續發展,只需我們改變觀察這個世界的觀點。
有趣的是,珍妮在演講中介紹了12個應用仿生學的科技,精采的內容驚艷全場。可是18分鐘的時間限制讓她講到第9個就必須結束了。主持人卻不讓她走,沒有把剩餘的內容介紹完,他實在無法讓珍妮就這樣下台。
3個關鍵方向,12個最好的範例,完美的工業設計,其實就蘊含在大自然中。生命如何製造產品?生命如何賦予產品功能?生命如何讓產品消失到系統中?順著這3個方向,珍妮與我們分享了12個例子,皆是由大自然發想的創新科技。
1. 自我組裝 (Self-Assembly)
貝殼本身就是自我組裝的材料,特殊的層狀結構造就其硬度為高科技陶瓷材料的2倍,有趣的是,貝殼卻不需透過高溫鍛燒來製造。傑夫布林克(Jeff Brinker)試著研究貝殼自我組裝的機制,或許未來,利用一個簡單的製程,在室溫下製造高硬度的材料,不會只是個空想。陽隧足(brittle star)的全身佈滿了鏡片,這些鏡片是目前最不會成像變形的鏡片,哈佛的喬安娜艾森伯格(Joanna Aizenberg)正在研究如何利用低溫製程與自我組裝技術,製造出此種鏡片。
2. 以二氧化碳作為原料 (CO2 as a Feedstock)
植物們從不把二氧化碳當作毒害,反而是利用二氧化碳合成澱粉與葡萄糖。康乃爾大學的傑夫考茲(Geoff Coates)教授找到了一種催化劑,可用來將二氧化碳變成聚碳酸酯,做成生物分解性塑膠。
3. 太陽能轉換 (Solar Transformation)
氫化酵素(hydrogenase)能夠利用質子和電子來產生和分解氫氣,而這基本上就是燃料電池陽極上的反應,我們用昂貴又稀有的白金作為燃料電池的陽極,而生物則是用一般常見的鐵。最近有研究團隊模擬出這種能夠操縱氫氣的氫化酵素,未來我們將有機會不需使用白金來作為燃料電池的電極,一個多麼令人振奮的好消息!
4. 形狀的威力 (The Power of Shape)
在機翼的尾端設置類似鯨魚鰭上的圓狀突起,可增加32%的效率,減少燃料消耗。孔雀羽毛的顏色亦來自於特殊的形狀所產生的薄膜干涉(thin-film interference),而非顏料。另外還有一般大家熟知的蓮花表面奈米結構所產生的自潔效應,已被應用到建材上。
5. 解全球的渴 (Quenching Thirst)
水資源的匱乏將會是未來必須面臨的嚴重問題。有兩種金龜子不喝淡水,而是從霧或空氣中吸收水分,我們是否可以從中得到啟發?
6. 從廢水中"採"礦 (Metals without Mining)
舊金山的MR3公司已研發出模仿微生物分子的過濾器,來採集廢水中的礦物。
7. 綠色化學 (Green Chemistry)
上帝造物僅僅用了週期表中一小部分的元素,人類造物卻包括有毒有害的全都用了。綠色化學就是希望僅僅利用少部分的元素,製造出神奇的材料。
8. 定時分解 (Timed Degragdation)
淡菜(mussel)用以固定在石頭上的足絲線是有時效的,不多不少剛好兩年,時間到了就開始分解,我們是否可以利用他的配方來製造包裝材料?
9. 治療 (Healing)
現在的疫苗面臨冷凍儲存的問題,而布魯斯羅斯納(Bruce Rosner)向水熊蟲學習,水熊蟲可在脫水的狀態下存活好幾個月,再重新復甦。這樣的特性啟發了布魯斯,研發出類似水熊蟲細胞內膠囊構造的糖製膠囊,用來儲存乾燥疫苗,疫苗將不再需要冷藏儲存。
10. 感知與反應 (Sensing and Responding)
一平方公里內可以有八千萬隻蝗蟲,但他們為什麼不會彼此相撞?科學家發現這和蝗蟲體內巨大神經元有關,我們有沒有辦法模仿這個神經元找出預防車禍的方法?
11. 更富饒的環境(Growing Fertility)
我們必須增加這塊土地上的負載能力,才能為生命創造更多的機會。大草原如何滋養土壤?原生有蹄類動物(native ungulate herd)如何促進棲息地的健康?沼澤不只能淨水,也創造了數不清的生命力。
12. 生命創造對生命有益的環境 (Life Creates Conditions Conductive to Life)
滿足自己的需求,與創造對其他生物有益的環境,兩者不是互斥的。我們必須找到方法,既能夠滿足我們的需求,又能夠把我們的環境打造成伊甸園。
作為一個科學研究人員,在觀看這則演講的時候我一直很興奮。最近一直有個疑惑在我腦中盤旋,台灣學術界每年有這麼多的教授,向國家申請了這麼多的經費,但有多少人是真的做出對這個世界有所貢獻的研究?更別提許多研究的過程中可能對環境造成的污染以及研究資源的浪費。一個只注重論文發表篇數的學術環境,是否會造成學者教授們對於教學品質的不重視?
從珍妮班亞斯身上,我看到了她作為一個學者,對於工作是那樣的熱愛,而這份熱愛來自於她對於生命的關懷;我也看到了她作為一個教育者,不只是在大學裡授課,她每年參加了大大小小的演講與訓練課程,創立了Ask Nature網站,對於分享她的想法是那樣的滿懷熱情,而這份熱情,我想也是來自於她對於知識的傳遞與整合的重要性,有所體認。
珍妮班亞斯對於影響這個世界做了一個很好的示範,我真心期待她的成功,也盼望她演講中提到的科技與設計,能真正落實到我們的生活中。
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