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拯救世界的恶心想法

随着地球人口的增长,人类将不得不面临水资源枯竭、能源开采殆尽、全球气候变暖、自然生态失衡等一系列挑战。怎么解决呢?移民外星球、研发替代能源都被提上了日程。不过,解决问题的方法从来不局限于这些“高大上”的技术,也许生活中一些不起眼的废物,同样可以拯救世界。

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用植物壳制玻璃

大米壳、玉米皮、花生壳、香蕉皮看上去都很没用吧?遇到它们,你是不是会直接扔掉?不过,美国科罗拉多州矿山学院的科学家们能够利用瓜果的皮或者谷物的壳制做玻璃。听起来很神奇吧?质地很柔软的果皮怎么能跟坚硬的玻璃扯上关系呢?
玻璃中的主要成分是二氧化硅,这是一种存在于沙子中的矿物。虽然二氧化硅在地球上非常丰富,但制作窗户、水杯、智能手机屏保的玻璃还需要添加其他化学成分,比如硼、氧化钙、氧化镁和氧化钾,它们可以使玻璃透明度更高、更坚固或者使得触屏手机使用的玻璃更具导电性。这些化学物质恰恰就是食品废弃物中含有的。
比如,大米壳、玉米皮、花生壳中、香蕉皮中都含有二氧化硅,将以上的植物废弃物,分别加热制成干燥的粉末后,大米壳灰中二氧化硅含量达到了97.8%,香蕉皮灰的氧化钾含量达到67.6%,蛋壳灰中碳酸钙含量能高达98%,这是制作玻璃的另外一个重要成分,通常从石灰石中提取。研究者们将蛋壳、香蕉皮、玉米皮、花生壳的粉末混合后,就能获得制作玻璃需要的所有元素。随后,这些粉末会在烤箱中加热到1400℃~1550℃,最终变成融化的红色物质,将这些液体注入进模具后,就变成了初级玻璃。

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剩饭剩菜变成宝

当上述的科学家们将植物壳当宝贝时,香港城市大学的研究者们则打起了“剩饭剩菜”的主意。每一年,全球会浪费13亿吨的粮食。如果能从这里捞点“有用物质”,将既能减少资源浪费,还能保护好环境,毕竟剩饭剩菜经细菌一发酵,会产生大量的温室气体——甲烷。
最终,他们发明了一种方法,将剩饭剩菜转化成琥珀酸。琥珀酸是一种无色结晶体,味酸,可以燃烧。在食品和饮料行业中,人们会经常使用它作为酸度调节剂 ,而在工业中,琥珀酸可以被用来制作可生物降解塑料、表面活性剂、油漆等等。最初,琥珀酸是通过蒸馏琥珀获得,现在由于广泛的需求,琥珀酸主要以石油为原料通过化学方法进行生产。很明显,这种方法不仅成本高昂,而且对环境会带来破坏。
而用剩菜剩饭制琥珀酸则只需要巧妙用到细菌。首先两种能分泌酶的真菌,会分别将食物里的碳水化合物和蛋白质分解成单糖和氮。随后另外一种细菌会利用糖和氮化合物发酵,产生能制成琥珀酸的糖性溶液。香港城市大学的研究者们预计,1000千克食品废物可以生产100~240千克琥珀酸。
与此同时,美国研究者们也已经可以用剩饭剩菜,制成甲烷,随后又利用细菌将甲烷分解成碳和氢,而碳可以生产电子产品需要的石墨,氢则可以用作燃料。

想凉快点?养点细菌吧

夏日炎炎,你是不是总爱出汗?这个时候,穿一件凉快的衣服想必是怕热人群的最大心声。美国麻省理工学院的研究者现在就发明了这样一件凉快的运动衫,你流汗越多,衣服会变得更透气,来为皮肤降温。听上去像这件衣服很懂你,不过,它可不是安装了什么传感器,而是全靠衣服上的大量细菌实现。
这种细菌就是枯草杆菌。这种细菌有非常奇妙的特性,它会随着外部环境湿度的变化,吸水或者放水,由此还会造成自身体积的膨胀或收缩,即使枯草杆菌死去,其细胞内所含的一些生物物质使这一特性仍可存在。科研小组利用了这种细菌的特性,将其制作成生物膜,移植到到面料中,形成独特的衣服“鳞片”,制造出了一个名叫“第二层皮肤”的新型服装。当身体发热、出汗时,这些“鳞片”能迅速做出响应,自动开合,达到最佳透气性。
让衣服上布满细菌的想法,可能让人觉得有点恶心,不过,你大可放心,枯草杆菌是一种有益微生物,日本的传统豆制品纳豆和韩式料理中的清麹酱都是由这种菌的纳豆亚种将黄豆发酵而成。

在厨房里开个甲虫农场

“全球粮食饥荒,赶紧吃虫子吧!”,这不是一个玩笑,在2013年,联合国粮农组织就曾呼吁人类可食用的昆虫在全球超过1900多种,人类可以将虫子作为“美食”,作为解救全球粮荒的辅助食品。
虽然吃惯了猪肉、牛肉等大型动物肉的人类,对吃虫子的想法未免会心生抵触,但如果你吃肉是为了满足蛋白质需求的话,吃虫子也可以完全满足。而且,吃虫子还有很多优点,例如繁殖快、污染少,蛋白质、脂肪和矿物质含量高,需要的饲料也相对少。它们还不需要水,也不会排出二氧化碳。所以,在将来,如果世界快速增长的人口把环境逼到绝境,我们将不得不吃昆虫,来替代牛肉。那么,我们从哪里获取虫子呢?
这个也不用担心,将来在你家厨房里,就可以自己饲养虫子。因为美国活农业公司研发了一个特别的实践设备——甲虫饲养箱,让你能很容易地在家中,饲养可以食用的甲虫。在甲虫箱里,在不同的生命阶段,甲虫都有不同的生活区域,你只需要用厨房剩饭菜以及燕麦喂养这些甲虫,8~9周后,这些虫子就可以“下锅”啦。根据甲虫箱制造商的说法,这些爬行动物们口感耐嚼,还有点坚果的风味。
如果你觉得直接吃甲虫,没法下得了口,美国康奈尔大学的学生已经发明出用甲虫蛋白质制作的豆腐,为了获得0.5千克的蛋白质,你需要切碎并将1000多个甲虫磨成粉,随后,蛋白质被提炼出来,并凝固成块状,这就是甲虫豆腐了。计算表明,如果大规模生产甲虫豆腐,可以满足高达20亿人的蛋白质需求。
另外一个替代方案可能会让“甲虫餐”更让人接受。南美农业蛋白公司已经开始用甲虫制作蛋白面粉,这种蛋白面粉可以替代用来喂鸡、猪、鱼等的鱼苗、豆粉等等。这样,那些种植豆子的地方可以用来种其他东西,而对鱼的过度捕捞也可以得到缓解。

蘑菇长在尿布上

全世界每天大约有37万人出生,这些新生宝宝将会成为最大的垃圾制造者之一。研究显示,每年每个宝宝会产生一吨的尿布,这些尿布不仅很占垃圾场的空间,更糟糕的是,虽然“一次性尿布”名字听起来像是很好处理,实际上,一次性尿布主要由采取自棉花等植物的纤维素组成,这是一种非常顽固的有机聚合物,由于分子间大部分间排列整齐,形成晶体,不容易被分解。研究者们预计,需要500年的时间,一次性尿布才能自然降解。现在,来自墨西哥城自治城市大学的科学家们发明了一种方法,能把500年的自然分解时间缩减为4个月,方法就是在尿布上种蘑菇。
这种蘑菇是平菇,这是一种非常常见的可以食用的蘑菇。平菇之所以能对付尿布,原因就在于它有能分解纤维素的酶,主要靠分解木质纤维素转化营养。而纤维又恰巧是纸尿片的主要成分。所以当在尿布上种上这种蘑菇后,在2个月时间内,就能分解掉90%的尿布,只要4个月就可以将尿布完全分解掉。
由于平菇含有许多脂肪、蛋白质和维他命,非常具有营养价值,所以,在做完清道夫后(尿布会事先消毒),平菇还可以被用来饲养动物。

比尔·盖茨喝的特别的水

2015年,比尔·盖茨在录制节目过程中,拿着一个杯子,在水龙头下接了一杯水,水清澈见底,盖茨满意地喝了一口,并点点头表示味道不错。人群中爆发了一阵热烈的掌声。这杯水来头可不小,在5分钟前还是人类的排泄物。那么,排泄物是如何变成能够食用的水的呢?
实际上,技术并不复杂。盖茨喝的这杯水,事先曾由一套废物处理设备净化。这套设施主要由污水管道、网格筛子、沉降箱、烘干器、焚化炉等配件组成。当人们上完厕所,冲完马桶后,排泄物会进入污水管道,孔径较大的网格筛子将首先过滤掉一些大的废物,如卫生纸,紧接着,排泄物会经过一个沉降箱,在这一特别的容器里,排泄物里的颗粒要么沉到水中,要么会漂浮,在再次流到下一层时,更细小的网格筛子会过滤掉漂浮着的颗粒状物质。紧接着,被过滤掉大部分颗粒状物质的污泥会进入一个干燥器中,连接着焚化炉的干燥器会将污泥烘干,除去里面的所有液体,并重新捕获水蒸汽。水蒸气再经过一系列过滤,最后经过只能让水分子通过的极细小的筛子过滤后,又经过紫外线杀毒,才从水龙头里流出,成了人类的饮用水。经检测,这样的水非常纯净,口感跟矿泉水很像。
人类的尿液中95%~97%的成分是水,如果能够用这样的技术纯净人类的排泄物,将可以为人类提供稳定的用水来源。现在,在美国许多地方已经开始运用这种科技了。在未来,如果每个家庭都有这样一套设备,或许还真能缓解地球淡水资源紧张的局势。

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