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对话华裔科学家杨培东:或让移民火星变得可行
  • 发布时间:2020-03-16
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  • 原标题:与中国科学家杨培东对话:或者让移民火星成为可能

    Orient.com。

    他对“人工光合作用”的研究在中美学术界引起了轰动。2015年,由于他在可再生能源领域的杰出贡献,他获得了美国麦克阿瑟天才奖,成为该领域唯一一位获奖的中国科学家。

    中国科学家杨培东(照片/垂直新闻)

    创意和好奇心的鼓励

    数十名年轻的高中生出现在这个世界顶尖科学家论坛上,他们曾经赢得过微博搜索榜。杨培东认为,对于高中生和包括诺贝尔奖获得者在内的年轻科学家来说,坐在一起讨论共同关心的科学问题可能是一次难忘的经历。

    "我注意到他们表达观点时并不害羞。许多人已经开始在学校做科学研究。他对科学的兴趣已经被培养出来了。这些都是良好的开端。”杨培东告诉记者,“我认为这是培养高中学生兴趣和好奇心的最好方法。我们整个社会应该鼓励他们这样做。”

    作为一名在国内教育体系下长大的中国科学家,杨培东告诉垂直新闻记者Orient.com,国内科研环境现在变得更加开放了。他对化学的真正兴趣是,进入大学后,他在实验室的经历让他对科学研究有了更深的理解。然而,许多参加会议的中学生已经有了做实验的经验,这是一个难得的机会。

    但他也注意到,在高考改革的同时,整个社会和家庭对孩子的要求越来越高。没完没了的补习班和兴趣班可能会挤压他们的天性。

    "孩子们仍然应该被允许根据他们的天性自由玩耍。"他说,“现在国家在科学研究上投入了很多,所以仍然有必要解放年轻人的思想。”

    因为他在这个领域的经验,杨培东总是强调“原创性”,从研究生到助理教授,鼓励每个人做原创的事情。

    科学研究是孤独的冒险。

    杨培东曾在六岁时展示了她女儿的涂鸦,描绘了一个可以用太阳能给汽车加油的加油站。

    2011年,杨培东在飞往欧洲的飞机上向他的女儿解释他正在研究的人工光合作用:“我们有办法从大气中收集二氧化碳用于光合作用、合成汽油和合成天然气。”

    当时,他的团队是第一个开发半导体纳米线的人。由于这种载体能很好地吸收、转换和储存太阳能,杨培东自然接触到了与光合作用有关的研究。

    光合作用,“光”是光的吸收,“结合”是化学反应。人工光合作用是通过太阳能将大气中的二氧化碳回收为化学能。但是光有二氧化碳、水和太阳能是不够的。这里缺少一个关键的东西:催化剂。

    在实验中,杨培东有一个很大的脑洞:自然界的细菌可以起到很好的催化作用。为了坚持这项研究,杨培东申请了美国科学研究基金,但对方立即拒绝了这一荒诞的想法。他没有钱做这件事。他在这条道路上坚持了近十年,终于在2014年成功开发出纳米线和细菌的复合体,实现了第一代人工光合作用转化。

    图/Science Photo Library

    map/Science Photo Library

    使移民火星成为可能吗?

    优化后,杨培东团队对太阳能和二氧化碳的转化效率可达10%左右,远高于自然界植物的转化效率。

    杨培东实验室(照片/网络,入侵和删除)

    2016年,杨培东在参与白宫活动时提到了人工光合作用的研究前景。与此同时,埃隆马斯克雄心勃勃地宣布了其“火星殖民计划”。然而,火星上超过95%的气体是二氧化碳,这不符合人类的生活条件。然而,美国宇航局已经看到了人工光合作用的潜在优势,并在伯克利建立了空间生物工程应用中心,与杨培东的团队合作,试图将火星上的二氧化碳和氮转化为人类所需的化学物质和能量。

    然而,人工光合作用仍处于基础科学阶段,还没有进入技术转移水平。杨培东说,上个世纪许多技术转让的例子花了几十年时间,但随着科学技术的发展,这一过程在现阶段正在加速。

    他预测到本世纪末,利用人工光合作用将太阳能转化为化学能的可再生能源方法将占整个人类能源结构的很大一部分。“我也希望尽快看到新能源从科学到技术,从技术到产品的转移,”他说。"这应该是一个相当长的过程,至少要持续20到30年."

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