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用海洋生物点亮巴黎

我们人类的照明由自然光发展到火把,再到油灯、蜡烛,继而到电灯,走了一条更亮、更安全、照明效率更高,同时成本更低的路线。如今,地球资源越来越紧缺,关于环保和新能源开发的研究迫在眉睫,研究照明的科学家们的思路也由LED节能灯转换到了生物照明等新领域。
但是,生物照明究竟靠不靠谱呢?
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萤火虫的光

会发光的生物有很多,我们最熟悉的莫过于萤火虫。成语“囊萤映雪”中的“囊萤”讲的就是晋代人车胤克服家境贫寒,抓萤火虫做灯来学习的故事。然而萤火虫显然没有油灯的照明效果好:首先是不够亮,其次是不易得,再者是不持久。所以有钱的古人还是会选择使用油灯。
萤火虫为什么会发光呢?是因为其尾部有一个叫作发光器的器官。发光器内存在一种发光质,一种催化酶,以及一些气孔。当空气由气孔进入发光器,发光质就会在酶的催化作用下与氧气进行氧化反应,并将大部分化学能转为光能。萤火虫的发光器由数层细胞组成,首先是皮肤下的发光细胞,其次是发光细胞下的反光细胞,反光细胞可以反射发光细胞发出的光,使整个系统发出的光更亮。
早有科学家成功地从萤火虫体内分离出会发光的物质,制成了生物光源,应用于矿井、手术室、深水等特殊区域。然而这种高科技的“萤火虫灯”生产成本过高,无法应用于日常生活。

大海带来的生物照明

那么,除了萤火虫,还有什么生物会发光呢?其实,大多数海洋生物都会发光,只是我们并不熟悉。波多黎各、澳大利亚和马尔代夫的海边都曾发生过“荧光海滩”的景象,而我国大连大黑石浴场附近的海水也曾在2014年因聚集了许多会发光的藻类而变成了“发光的大海”。
年仅26岁的法国人桑德拉·蕾伊以及她的团队从诸如水母、乌贼、海藻等会发光的海洋生物得到启示,以降低光污染为目的,创立了格鲁威公司(Glowee),致力于用他们研发的生物灯来照亮浪漫之都巴黎的夜晚。
他们的主要灵感以及原材料来源于一种叫夏威夷短尾鱿鱼的海洋生物。这是一种不及人拇指大的小鱿鱼,它的绝技是身体自带一个能喷出金黄色光芒的“闪光灯”。与萤火虫不同,夏威夷短尾鱿鱼的“闪光灯”并不是它的发光器。它是依靠一种寄生在身上的发光细菌来发光的。夏威夷短尾鱿鱼出生后,就会立即从周围的环境中获取这种细菌,随后还学会了如何控制由细菌所发出的光线的亮度和方向,以躲避潜伏于其下的捕食者。
格鲁威公司通过修改他们从夏威夷短尾鱿鱼体内发现的发光细菌的基因编码,使其变成一种能发出更强烈的光的大肠杆菌。然后,他们把改良后的大肠杆菌和大肠杆菌生存所需的氧气、养料混合在一起,装到透明的壳子里,制成形态各异的灯。

格鲁威公司的商业模式

2016年,格鲁威公司已成功实现生物发光照明的商业化。他们的生物灯主要分为3类产品:液态灯、胶状灯、蛋白质灯。由于灯的形状可以随需求而变换,它们可以是贴在玻璃窗上的装饰灯,可以是指示路标和广告牌,也可以是普通路灯,等等。这些灯的体型越大,成本越高。
由于法国政府为了减少光污染和降低能耗,规定零售商在凌晨1点到早上7点不能点亮橱窗,所以格鲁威公司作为一个环保主题的创业公司,得到了包括法国电网公司在内的赞助商一共1700万欧元(约1.24亿人民币)的投资,并帮他们给位于巴黎的奢侈品公司酩悦·轩尼诗-路易·威登集团和波士顿咨询公司安装了发出蓝绿色暗光的生物灯。
格鲁威公司的下一个计划是在2017年圣诞节时使用他们的生物灯来装扮夜巴黎,并向城郊扩展他们的业务。
格鲁威公司最大的挑战是细菌会不停地翻倍生长,这个过程会让灯壳里的养料3天之内消耗殆尽。也就是说,这种生物灯的寿命只有3天。

对生物灯的质疑声

其实大多数海洋生物都是会发光的,作为生物发光研究的权威——美国的伊迪丝·威德教授是记录海洋生物体发光的第一人。然而,她认为这种生物照明灯的生产成本高、照明效率低,其实还不如LED灯。
如我们文章开头所说,灯的发展方向应该是更安全,照明效率更高,成本更低,还更环保。格鲁威公司生产的生物灯虽然不容易造成光污染,并且可再生,但是如果计算上生产过程中的能耗,细菌对氧气以及养料的消耗,以及对于这种灯的后期维护的成本,也许“环保”生物灯并没有那么环保。
发光的大海究竟能不能为陆地照明的节能环保指一条明路,目前还是个问题。

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