灭蚊激光炮

    夏天就要来了，各种灭蚊产品的广告开始铺天盖地涌来。敢于幻想和尝试的美国人又出了新招——激光灭蚊炮。有媒体报道说，著名的图像显示芯片制造商Nvidia计划与Intellectual Ventures公司合作，利用改装过的游戏机芯片制造激光灭蚊炮。或许这一曾入选《时代》周刊年度最佳发明的灭蚊新武器，即将变成现实。

    DDT退出历史舞台，但蚊子仍然肆虐

    微软的前首席技术官内森·麦沃尔德是个有趣的人，他演示的一种新灭蚊工具入选了《时代》周刊评选的年度最佳发明榜单。这种新工具是一把微型激光炮，全自动击发，三十米范围内百发百中，而且只会消灭雌蚊子——并非性别歧视，而是因为雄蚊子是纯素食主义者，只有雌蚊子才会吸血。

    雌蚊子也只是在要产卵的时候才会吸血，以供应卵发育时所必需的蛋白质。它们会用口器上的锯齿锯开皮肤，刺进毛细血管，注入唾液以防止血液凝固，饱餐一顿。如果只是这样，也许人们还能忍受——问题是，一些病毒、病菌和原生动物也会随之进入人体的血液，不同种类的蚊子将会让人们染上从丝虫病到脑炎等等多种类型的疾病，而其中又属疟蚊携带的疟原虫带来的危害最大——这种单细胞的原生生物会在肝脏和血液中大量繁殖，破坏肝细胞和血红细胞。按照国际卫生组织的估算，每年大约有三亿人会感染疟疾，其中死亡人数则会超过一百万。

    通过大量喷洒DDT这种剧毒有机杀虫剂，发达国家在上世纪五六十年代就已经几乎完全消灭了疟疾，但是这种方法给生态平衡带来危害——DDT“顺手”杀害了大量的其他昆虫、鸟类和鱼。1962年，以《寂静的春天》的出版为起点，人们逐渐意识到DDT的危害以及环境保护的重要性，直至让DDT退出历史舞台。目前疟疾肆虐的地区集中于发展中国家和依然保留着原始风貌的地区，特别是在内战频繁、公共医疗和卫生条件恶劣的非洲尤为严重。

    2008年，盖茨和梅琳达·比尔基金会向内森建立的Intellectual Ventures公司投入了一百万美元资金，以资助他们开发出遏制疟疾的方法。IV公司很快研发出了一系列工具，为疟疾检测和低成本的疫苗保存都提供了新方案。而激光炮灭蚊则是这一系列解决方案中重要的一环。

    激光灭蚊炮，这个想法靠不靠谱？

    其实早在上世纪八十年代，曾经参与设计“星球大战”计划的物理学家洛厄尔·伍德就曾经提出过用激光灭蚊的想法，不过当时并没有人打算将其付诸实施。在二十多年之后，他和来自劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的物理学家乔顿·凯尔，以及内森及其他几位研发人员终于有机会实践这个主意，最终开发出了这种小型激光炮的原型，它能够在一秒钟之内消灭数十只蚊子，而不会伤及其他生物。

    这种“自动防御装置”的基本构成并不十分复杂，所有硬件基本上都可以在市场上买到。开发者们甚至还在一本手工杂志《Make》上发表了一篇文章，教人们自己在家里做一个。“你可以在ebay上买到部件。”他们说。

    所需的部件包括几个红外发光二极管、数码相机的CCD（电荷耦合器件）传感器、光驱或者蓝光DVD播放机里的激光器、一些透镜、拥有一定程度计算能力的硬件和软件，以及一些用于路标和隔离带的逆反射材料——这种材料能够把光线沿着入射方向反射回去。把它们组装在一起，就能造出一部微型蚊子防御系统了。

    在这个系统中，灭蚊过程可以分成探测、识别、验证和消灭四个阶段。首先，红外线发光二极管会射出红外线，照射到对面的逆反射条再反射回来，形成一个光回路，被CCD接收。如果有任何物体遮挡住反射光线，CCD就会捕捉到物体的影子，交由计算机进行图像分析，整个过程的原理与一些银行或博物馆的安全系统很像。接下来，如果初步判断“入侵者”可能是蚊子的话，一束不具杀伤性的激光将会射向这个飞行物，来判断它的体型、振翅频率，以进一步识别它的种类。这个过程能够分辨蚊子和其他飞虫，甚至能辨别蚊子的性别——因为和雄蚊子相比，雌蚊子的振翅频率更低一些。然后，如果确认是需要消灭的雌蚊子，激光炮将会再发出一束无害激光，确保激光头和蚊子之间没有其他障碍物。最后，杀伤性激光射出，一道轻烟之后，蚊子被击落。它们将会因为高温而死去，或者因为翅膀被烧焦而丧失飞行能力。

    激光武器不像高射炮那样需要测距之后再发射，而和光速比起来，飞行中的蚊子就像悬在空中的雕像一样稳定，不会打偏。而且，杀灭蚊子这样的小昆虫并不需要太高的能量，也就避免了误伤其他动物或者人的可能。最重要的，是它对环境完全不会产生危害。

    或许，幻想会实现……

    目前这种激光炮的有效距离大概是30米，激光器的旋转范围为22度，如果要在自家四周建立起一个防蚊网的话，最少需要八台这种设备。听起来似乎是一大笔投资，但是内森认为，如果大量生产的话，成本将会降到50美元以下。

    不过，这种装置也许并不会很快投入使用。IV是一家发明公司，他们本身并不打算生产这种产品，也不打算将其推向市场。而这种激光炮只是在实验室环境中进行过测试，在真正使用时是否有效，目前断言还为时过早。它是否能够在各种天气状况下都能有效工作？那些刚好停在人们身上而混过这道“安检”的蚊子该怎么办？50美元的成本是否过于乐观？

    然而，或许这些问题并不能阻碍的发展。有媒体报道说，就在今年3月份，著名的图像显示芯片制造商Nvidia已经与Intellectual Ventures公司商讨合作，计划利用改装过的游戏机芯片制造激光灭蚊器。毕竟，对于那些疟疾肆虐的地区来说，这种灭蚊激光炮可能是最无害也最有效的工具了。

    ■关于蚊子的那些事

    蚊子有偏爱的血型

    并没有科学研究可以证明蚊子有偏爱的血型。虽然科学家们还没有最终确定影响蚊子“偏好”的种种原因，但研究证明，蚊子具有很强的嗅觉能力，它们头上和腿上的触角和刚毛，有很惊人的感知能力。它们对湿度、温度、汗液都很敏感，因此，那些分泌旺盛、呼吸频率高、体温较高的人更受蚊子“青睐”，因此孕妇、儿童更受蚊子“欢迎”；同时，因为蚊子不喜欢强光线，因此穿着深色衣服或皮肤偏红或偏黑的人更容易被蚊虫叮咬。

    蚊子一无是处

    我国科学家发现，蚊子的每条腿能产生较其自身二十几倍大的浮力，蚊子有6条腿，也就是说蚊子在水面上产生的最大静态浮力是其体重的百倍之多。这一现象引起了科学家的兴趣，通过扫描电子显微镜研究人员发现，蚊腿表面覆盖有十微米级、规则排列的鳞片，而鳞片表层又分布有微米级的纵向加筋结构，并且在这些纵向加筋结构中，又分布有纳米级的横向加筋结构。蚊子正是利用这种特殊的结构，将空气有效地吸附于鳞片和鳞片上的“纳米筋”内，最终在其表面形成一层稳定的气膜，抵御了水滴的浸润。科学家们认为，或许这种出众的“疏水性”与稳定性，将来或许会在水上直升机、潜艇等方面发挥重要作用。