世界首棵人工合成樹問世

2008年09月13日 16:09:48 　來源：新華網

光學顯微鏡下顯示的合成樹樹幹與樹葉的通道

 

新華網消息，美國每日科學網站9月11日報道，在亞伯拉罕·斯特魯克位于康奈爾的實驗室中，世界上第一棵合成樹靜靜地站在手掌大小的水凝膠中。

    斯特魯克和研究生托拜厄斯·惠勒創造了一棵能夠模擬蒸騰作用的“樹”。蒸騰作用是植物的一種內在毛細管作用，它能把水分從根部向上抽，使水分抵達樹木的枝端。

    他們的研究成果刊登在9月11日出版的一期《自然》雜志上。這一研究成果支持長久以來的一種理論，即樹木和其它植物的蒸騰作用完全是一個物理作用過程，不需要任何生物能量。他們的研究或許有助于發現新的用于汽車和建築物的被動傳熱技術，還能幫助科學家找到更好的土壤改良方法以及從局部幹燥的土壤中有效抽取水分的方法。

    當然，合成樹看起來不怎麼像樹。它由水凝膠中兩個並列的圓圈組成，上面有均勻分布的模倣植物管道係統的微流通道。

    在自然界中，樹木利用管狀組織(也叫木質部)裏的水分，從土壤中抽取更多水分，並傳輸給樹葉。它們能巧妙地處理木質部中處于負壓狀態下———即所謂的亞穩液態———的水。

    通過微加工，制作類似于管狀組織的毛細管要相對容易些。

    斯特魯克是化學和生物分子工程學助理教授，惠勒是在他實驗室工作的一名研究生。他們使用PHEM A水凝膠作植物膜。水凝膠是一種包含水的固體，有極細的氣孔。這種材料能像燈芯一樣把水分保留在氣孔中，然後通過毛細管作用產生壓力。

    除了證明蒸騰作用是一個物理過程而非生物過程外，合成樹還為科學家提供了一種新的方法來研究壓力下的水———這是物理學家和化學家都非常感興趣的一個課題。通過這棵合成樹，科學家可以回答很多與亞穩態液體有關的問題。

    斯特魯克認為，合成樹對建立更好的土壤改良係統有幫助。蒸騰作用可以幫助人們把土壤中受污染的液體抽取出來，而不必使用更多的液體。類似的，利用這項技術，人們不用沿著地下水位挖井就能從相對較幹的土壤中抽取水。