细菌与安全

    ①我们都知道细菌无处不在，即使是我们认为洗得很“干净”的手上也充满了细菌。虽然多数细菌是无害的，但再多无害甚至有益的细菌，也改变不了有害细菌让我们寝食难安的事实。人们吃出问题的例子，只有一小部分跟细菌无关——比如河豚中毒或者对各种食物过敏，其他绝大多数都是细菌惹的祸。

    ②到目前为止，加热仍然是杀死细菌的最有效手段。一般来说，在121摄氏度下加热15分钟以上。即使没有把细菌全部杀死，剩下的也成不了气候。但是许多食物要是加热到这种程度，就没法吃了。通常的食品加工，只是把细菌的量减少到一定浓度，不会对人产生危害就行了。

    ③比如说牛奶，所谓巴氏灭菌的“鲜奶”是把牛奶加热到72度左右15秒。经过这样处理，细菌量会减少到初始量的十万分之一，虽然还有不少，但是在冰箱里放两三周，细菌量也不会长到对人有害的地步。如果是超高温灭菌，则把牛奶加热到135度以上，1秒钟就可以杀死几乎所有的细菌，即使是放在常温下也能保证几个月没有问题。当然，这都是指密封保存的情况。如果对着瓶嘴喝一口，这些处理几乎就算白做了，其中的细菌生长速度会大大增加。其他食物也是如此。

    ④无数食品科学家和工程师花了不计其数的工夫，想要找到比加热更好的杀死细菌的方式。然而到目前为止，最经济实惠、广泛使用的还是加热。中餐原料有很多不注意卫生的地方，但是中餐的安全问题却不严重，关键就在于中餐一般都是经过高温烹饪、现做现吃。西方的蔬菜多数是生吃的，所以从种植、运输、保存到分销的各个环节，都要进行严格监控。否则，沙拉吃下去，就开始拉肚子了。

    ⑤对于个人来说，注意食品安全，良好的卫生习惯非常重要。厨房、冰箱都是藏污纳垢的地方，经常清洁(比如用酒精、醋等都有不错的效果)，并且保持厨房通风干燥，有助于减少细菌。家里的食物，尽量减少存货，做饭做菜，尽量吃多少做多少。因为减价而囤积大量原料，或者做一次饭吃上一两周，都会为细菌繁殖提供广阔的天空。尤其是很多特价的蔬菜、肉、蛋、奶、水果，特价的原因就是积压了很长时间，再买回家保存，简直就是考验自己对细菌的抵抗力。

让塑料成环境之友

    ①现代生活离不开塑料，它体轻、防水、价廉，是包装的首选材料。但如众所知，生产普通塑料制品的主要成分是聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等稳定物质及少量添加剂，而以这些原料生产的塑料制品不易分解，给周围环境带来极大的污染。

    ②据法国蒙彼利埃农业与环境工程小组的专家介绍，为解决塑料制品给环境造成的严重污染问题，近年来，法国科学家和国际同行合作，一直试图研制和完善各种可生物降解塑料。但就目前而言，世界各国生产的可生物降解塑料所使用的原料不一，有的含有纤维素，有的含有淀粉和人造聚合物，还有的含有亚麻、大麻、椰子壳等天然纤维。然而，不管怎样，这些所谓的可生物降解塑料都不能被100％地完全降解，而且降解程度和降解所需时间均与周围温度、湿度、土质等有直接关系。

    ③法国专家表示，他们的研究目标是生产能够完全变成农肥的可降解塑料。但是，即便如此，由于这些塑料的成本比普通塑料高出2到3倍，除了用于农业薄膜外，可生物降解塑料在短期内还不能完全取代普通塑料。这就需要研究经焚烧处理后不对空气造成污染的塑料，并提高人们的环保意识。

    ④经过多年努力，目前法国市场上销售和使用的塑料袋基本上是可以焚烧的，即燃烧后不产生或产生较少有害气体的塑料袋。但是，这些塑料制品体积大，重量轻，给焚烧处理工作带来了一定难度。为此，法国各有关部门经常通过各种途径号召人们重复多次使用同一塑料袋。与此同时，法国各报刊和新闻媒体也经常刊载和播出一些有关塑料的基本常识，告诫人们随地乱扔塑料袋的各种危害和塑料回收的重要意义。如法国《费加罗》报最近报道，法国人每小时平均消耗100万只塑料袋和大量的农用塑料薄膜。在法国，塑料垃圾已经占到家庭垃圾重量的11％，体积的30％。

    ⑤在法国著名连锁超市“家乐福”的塑料包装袋上，醒目地画着一个大灯泡，上面写着：请不要随地乱扔此袋；如果把它放进垃圾箱得到回炉后，它产生的能源可以使一只60瓦特的灯泡照明10分钟。在包装袋的另一侧，又这样写道：在我们的商店里，这个袋子为您提供包装服务；回到家，它能作为您的垃圾袋；最后，您可以把它放到垃圾袋里，让它转化成其它能源。

    ⑥一个普通塑料袋产生的能源可以供一只60瓦特的灯泡照明10分钟！这不能不说是一个惊人的数字。看见这句话，恐怕没人再把它随地乱扔。如果再知道塑料垃圾已经占到全法国家庭垃圾体积的30％，恐怕谁也不会再把还能继续使用的塑料袋轻易随便丢弃。

    ⑦如今，塑料污染已经成为全球问题。法国这种科教结合，全民动员的方法或许可以给我们一些启示。

3D生物打印

    今年7月，深圳医院整形外科团队运用3D生物打印技术，通过3D打印辅助的耳廓塑形再造手术，让一位右耳廓先天发育不全的女孩再次长出一个正常的新耳朵。

    早在2009年，瑞士伯尔尼的研究人员就使用3D打印机制作出了尺寸精确的人拇指骨。这种技术只需要一些简单的材料：3D打印机、三钙磷酸盐和聚乳酸以及能够发育成骨骼的活细胞。三钙磷酸盐和聚乳酸会形成坚硬的结构，起到支撑的作用；能够发育成骨骼的活细胞在支架上便可培养成人拇指骨。

    但是那些只由柔软的细胞组成的器官并没有这些支撑物，像心脏、肝脏等复杂器官的3D制造，最大的困难就在于没有合适的支架。

    随着科技发展，也许打印更复杂的器官将不需要太久，因为支架的问题已经有了解决方案。以3D生物打印“血管”为例：科学家先是利用一些富含糖类和其他营养物质的凝胶，制造出了柔软的支架，再利用从脊髓里采集到的干细胞为原料，配合不同的生长因子，让其发育成不同类型的活细胞。接着在3D打印机的两个喷头分别灌注活细胞和水凝胶，这种工作原理和我们使用彩色打印机时在不同墨盒中注入不同的墨水是一样的。喷头喷出的微小液滴中都包含了数万个细胞，它们会以数百微米的精度分布在水凝胶支架的周围，成为人体组织模型。打印完成后，这些微小的作品被放进营养液中，细胞会找到彼此并且相互结合，成为一段鲜活的血管，而水凝胶稍后将会被洗掉。

    这种方法制作出的符合搭桥手术需要的血管，对人体既不会有副作用，也不会引起排异反应，因为制作血管的所有材料都来自患者自身。

    目前，3D生物打印技术只能制作一些简单的组织，离打印复杂器官的目标还有数年的距离，但是研究者们对它充满信心。在这种技术成熟之后，我们将会拥有个人专属的器官库，随时可以打印只适合自己的身体器官。因为器官衰老和死亡这件事也许可以避免，健康的肉体将会与健全的思维存在同样长的时间。

（选自《科技纵览》，有删改）

天使也会变魔鬼

    ①引种外来植物，丰富本地物种，本是件大好事，然而，如果盲目引进外来植物，造成“生物入侵”，就会破坏生态环境平衡，甚至带来生态灾难。

    ②美国引种葛藤便是其中一例。葛藤是一种伏地蔓生或攀援它物的豆科多年生植物，其祖籍在中国。它不但是贫瘠地区绿化先锋，是改良土壤、保水固土的优良植物，而且因其茎中富含蛋白质、脂肪、矿物质、维生素等，是畜、禽的良好饲料；也可作为轻纺工业以及造纸业的原料；葛根、葛种还有医疗价值。1930年美国引种葛藤后，使许多被破坏的农地和山坡，成为草木繁茂的肥沃土地，因而葛藤被誉为“大地的医生”。到了50年代中期，全美繁衍葛藤7000万株以上，真是谁人不夸葛藤好！

    ③然而，乐极生悲。在人们的赞扬声中，葛藤像疯狂的野兽一样狂长不息，将当地的许多植物“吃”光。70年代，葛藤占领了密西西比、佐治亚、亚拉巴马等州283万公项的土地，演变成了意想不到的公害。面对这个“绿怪”，亚拉巴马州宣布葛藤为“非法移民”，然而其结果却是“野火烧不尽，春风吹又生”，造成了严重的生态灾难。

    ④在我国，最有名的生物入侵事件是从花园中“逃”出来的水生观赏植物水葫芦。水葫芦原产南美洲，有着紫色美丽的花朵，最上面的花瓣上有一块蓝色的扇形斑块，中央点缀着一个桃形鲜艳黄斑，实在惹人怜爱。不过最吸引人的是它杯状的绿叶，叶茎基部膨大，使植物能够漂浮在水面。可是，正是这种看似纤弱、婀娜的水草，曾一统美丽的云南滇池，使人们不得不花巨资予以铲除。水葫芦长长的根扎入水中泥土下，可通过根块迅速而大量地繁殖，一旦侵入到湖泊、河流、水道、水塘等淡水水城，只要条件适合，即以势不可当之势覆盖整个水面。它挡住了阳光，吸尽了营养，使水中其他植物死亡，破坏水下动物的食物链，导致水生动物无法生存，生态系统完全失去平衡。同时，任何大小船只也别想在水葫芦的领地里来去自由。在国外和国内，水葫芦都被认定为目前最令人头痛的水草，也是让人类为控制其数量花钱最多的植物之一。

    ⑤高山、大海和沙漠过去曾是阻止物种扩散的天然屏障，然而随着贸易、旅游和其他人类活动的加剧，越来越多的物种正在跨越屏障做环球“旅行”，只要条件适宜，这些物种就有可能大规模扩张，抢夺“殖民地”。有科学家认为，生物污染比化学污染的影响更甚，化学污染是惰性的，不会再生和繁殖，而且会随时间的流逝而逐渐消失；但是当外来物种入侵以后就会扎根繁殖和不断扩张，甚至对本地物种的生存构成长久的威胁。地球上大多数的湖泊和江河系统、大多数沿海地区、几乎所有的岛屿甚至南极都受到这个问题的困扰。

    ⑥生态系统是经过长期变化形成的，系统中的物种经过上百年、上千年的竞争、排斥、适应和互利互助，才形成了现在相互依赖又相互制约的密切关系。一个外来物种引入后，有可能因不能适应新环境而被排斥在系统之外；也有可能因新环境中没有与它相抗衡或制约它的生物，使它成为“入侵者”而打破平衡，改变或破坏当地大生态环境。

    ⑦生物入侵是自然向人类敲响的又一警钟；在种树、种花成为新时尚的今天，我们在引进外地或国外物种的时候，务须慎重，谨防“生物入侵”造成的严重后果，那将是又一个难以收拾的环境残局！

“超速高铁”比飞机还快

    ①乘坐一种超快速交通工具，从纽约到洛杉矶的时间缩短至45分钟；从纽约至北京仅需两小时，这似乎只有在科幻大片《钢铁侠》中才会发生。然而，据物理学家组织网日前报道，美国 Hyperloop运输科技公司计划明年将在加利福尼亚首建一条五英里的高铁轨道，开启了这一人类历史上前所未有的工程，将“超速交通”的梦想实现。

    ②Hyperloop超级高铁计划具有一套全新的运输概念体系，它并非以火车，而是以“胶囊”为运输工具，或者说是一个梭子，将“胶囊”置于管道之中，然后像发射炮弹一样将它发射至目的地。

③每一个“胶囊”重达183公斤，长4.87米，能容纳4至6名乘客，还有存放行李的货厢。连接两个目的地的管道跟高速铁路一样，会搭建在地上。按照预想的规划，这样的管道或许可以“附着”到既存的高速铁路架桥上，以节省路线资源与基础设施搭建成本。

    ④这种真空管道磁悬浮列车（ Evacuated Tube transport）项目的动力供应采用的是磁悬浮技术。整台梭子处于一个几乎没有摩擦力的环境中，以某种弹射装置发射出去，无间断地驶往目的地

    ⑤简而言之，其原理是建造一条与外部空气隔绝的管道，将管内抽为真空后，在其中运行磁悬浮列车等交通工具，由于没有空气摩擦的阻碍，列车运行速度令人瞠目结舌。据预计，其速度可以达到22500公里/小时以上，可大大缩短地球表面任意地点间的时空距离。

    ⑥保守估计，乘坐这种列车，华盛顿至北京仅需2小时左右；旧金山到洛杉矶24分钟；纽约到洛杉矶45分钟；用数小时就可完成环球旅行。本地旅行速度达每小时350公里，城际间旅行速度达每小时1000公里，国际间旅行速度大于每小时4000公里。

    ⑦这种列车是比飞机还快两倍，能耗不到民航客机1/10，噪音和废气污染及事故率接近于零的新型交通工具。由于管道是密封的，因此可以在海底及气候恶劣地区运行而不受任何影响。整套系统低摩擦、低耗能，通过太阳能电池板就能提供日常的用电，乘客搭乘的“豆荚”舱，乜不用像飞机一样，需要按时间来搭乘，而是随到随走。

    ⑧据外媒报道，实际上美国的高铁计划十分难产。受到财政预算、运力审核以及环境保护等各个方面的阻碍，加州联通旧金山与洛杉矶的高铁项目一直没有得到落实。其中最大的一个制约因素莫过于建造成本。

    ⑨相比天价的加州高铁计划， Hyper loop的预算要低很多。按照穆斯克的估算，客运版将耗资60亿美元，客货两用版将耗资75亿美元左右。一旦建成，旧金山至洛杉矶的旅行时间将缩短至半小时。一个论证了近30年的运输计划，如今很可能会在三五年内被这一民间项目所替代。

（《科技日报》2015年04月28日）