第二十一章 新的一页(2/3)

程的效率非常低。他说：“照射在植物上的阳光的能量，只有不到1被储存在植物的生物量里。因此我们正在设法打造一个比光合作用的效率高10倍的系统，除此以外，它还要很耐用、持续时间长，而且很划算。”他们的目标是让安装在屋顶和田野里的太阳能发电机直接为汽车、建筑物和工厂生产出液体或者气体燃料。

典型的太阳能燃料发电机不仅能还原水，生成氢燃料，而且它能氧化水，生成氧，氧又能被用来燃烧燃料，生成更多水。材研所科学家称，一种叫光电阳极的半导体是生产氧所必须的，但是在生产一台太阳能燃料发电机时，这往往会变成一个弱点。把水氧化成氧一直是个令人头痛的大问题，因为几乎所有普通半导体材料都生锈，因此它们不但没有成功氧化水，而是氧化了它们自己。

科学家们已经使用无定形二氧化钛打造出一种特殊的薄膜镀层，以确保光电阳极能有选择地氧化水。这种二氧化钛镀层是白油漆或者遮光剂采用的一种化学物质的导电版本。借助名叫原子层沉积的方法，把它一层一层地铺在光电阳极的上面。”这种镀层允许电流穿过光电阳极，同时还能防止它受腐蚀。以前尝试给光电阳极做镀层的努力，产生氢和氧的时间只能持续几秒钟。现在都可以考虑用来制造太阳能燃料发电机，使人类使用光能指日可待。

接着，k7团队前去了解科学家成功合成含人工dna细胞体实验室。数十亿年来，地球上所有的生命都是以简单的a，t，c和g来书写的。它们构成dna的结构，存在于所有的生命体内。研究人员表示他们创建了一个具有生命的人工细胞，其中含有两类“外来”的dna构件。

dna是双螺旋结构。它的每一条链条都是以一条糖分子链作为主干，并在其上连接一些次级结构，如化学碱基对形成的。一共存在4种不同的碱基：腺嘌呤(a)、鸟嘌呤(g)、胞嘧啶(c)、胸腺嘧啶(t)。这些不同的字母都代表了组成蛋白质的氨基酸不同的编码方式。碱基将两条dna链条连接在一起，其中a总是与对面链条上的t相连接，而c则与g对应。

科学家们经过改造的胞嘧啶(c)以及胸腺嘧啶(t)植入dna之中。在试管中进行的反应测试中，带有这些被贝纳教授称之为“有趣字母”的dna链条成功地进行了自我复制并产生na和蛋白质。

科学家让外来的dna能够去编码蛋白质，而不是去解码那20种共同构成自然界所有蛋白质的氨基酸。氨基酸是由三个dna碱基构成的密码子实现编码，因此额外添加的两个外来dna“字母”将会极大地提升细胞对新的氨基酸进行编码的能力。

最后，k7团队来到物理学实验室，进一步了解科学家找到实验室将光转化为物质方法。

示意图：光与物质的反应

实验室科学家提出，如果将仅仅两个光的粒子(光子)压缩到一起，理论上应当可以将光转变为物质，因为这样做应该会产生出一个电子以及一个正电子，这是将光线转变为物质的最简单设想，计算显示这样做从理论上看是可能的。

实验室提出的通过“光子-光子”碰撞机制直接合成物质的理论可以借助现有技术实现，这将是一种全新的高能物理实验。这项实验将会重现宇宙诞生最初100秒内的情景，而在伽马射线暴中也能观察到类似现象。

研究组提出的碰撞实验包含两个关键步骤。首先，科学家们将使用一束能量极高的激光来加速电子，使其速度达到接近光速的水平。随后他们将这些电子射入一个金箔，从而产生能量比可见光高出数十亿倍的光子束。

接下来，实验者将使用一个微型的黄金制作的容器，被称作“空腔”。科学家们将会使用一束高能激光轰击黄金容器的内壁，从而产生热辐射场，这种辐射与恒星产生的光有些类似。

随后研究者将会把第一阶段实验中得到的光子束引导通过容器中心，致使来自两个源的光子互相碰撞并形成电子与正电子。当这些粒子与容器发生反应时便可以探测到它