@ 2018.04.03 , 13:00

未来的城市会由骨头和污水建成吗?

未来的城市会由骨头和污水建成吗?
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我们如何规划我们的反乌托邦未来? 首先, 我们需要摆正观念, 而《疯狂的麦克斯: 狂暴之路》似乎是一个不错的出发点。很显然, 未来的城市将由骨头和污水构成。不过别担心, 现已有一些正规研究人员在研究这个问题。

据联合国预测, 到2100年时, 世界人口将达到112亿(今年3月该数字为74亿)。他们预测, 由于过去几百年来人口一直呈激增趋势, 现在世界上一半以上的人口也都生活在城市地区, 并且随着我们继续以如此惊人的速度生育后代, 这个数字还会继续增长。不管怎样,孩子们总得有个地方住吧?

食物和水从哪里来,如何给大城市供电,我们又该如何处理那些废品?涉及到这方面的问题,实在太多了。但我们首先要考虑到的一点是,如何利用它们,构建我们赖以生存的未来之地?

如今, 世界上的大部分城市都是由混凝土和钢铁构成的, 这是两种能源密集性极强的材料。事实上, 全球约十分之一的碳排放都来自于大量制造和运输这两种材料。

剑桥大学工程系的生物工程师Michelle Oyen博士正在从事一项重要研究:为未来城市的建设开发设计出更具可持续性的材料。她把目光投向了一些令人意想不到的物质: 骨头和蛋壳。

"伟大的仿生学专家Julian Vincent指出, 工程师倾向于用能量解决问题, 而自然界则用信息解决问题。"她说。在仿生界中,这句话即指人类从自然界中获取灵感和信息,然后再将其投入科技应用。 "在骨骼和蛋壳中, 信息就是DNA 中氨基酸的序列, 这些氨基酸会产生结构性胶原蛋白, 而人体内的很多物质都是基于这种蛋白质的。"

骨头和蛋壳是矿物质和蛋白质(主要是胶原蛋白)的复合物。骨头由含量相当的矿物质和蛋白质组成, 而蛋壳大约是95%的矿物质和5%的蛋白质。虽然它们的生长方式不同, 但内部都形成了强大的晶格结构。这导致它们在室温下就能迅速生长,不需要很高的环境温度就可以对它们进行操作和控制,这也使它们与钢铁和混凝土相比, 碳排放量更低。

虽然目前Oyen是在剑桥的实验室利用动物衍生的胶原合成骨骼和蛋壳做简单开发, 但只要技术成熟了,就可推广至建筑材料。然而,在这项技术真正投入应用之前, 人工合成的胶原蛋白必须先研究出来, 这样我们就不会把我们就用不着从动物身体中提取了。

一旦污水成为未来城市的建筑材料, 我们或许就不会再那么厌恶它了。马来西亚的一个研究小组开发了一种将污水污泥干燥并研磨成粉末的工艺, 这种粉末可以与水泥混合制成混凝土。 随着人口的增长, 我们越来越不能忽视污水的处理问题——由于其重金属含量实在太高, 断然不能就这样把它们草草埋入地下,因为它有可能渗入并污染地下水。

马来西亚研究人员目前正致力于研制高质量的污泥粉末, 这种粉末可以制造出坚固、持久的建筑材料。如果污泥可以藏身于砂浆与混泥土之中,助力构建我们未来的家园,那么我们的子孙后代就不必再那么担心它的存在问题了。

本文译自 howstuffworks,由译者 Imagine 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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