木森森

隨著地球人口的增長(zhǎng)，人類將不得不面臨水資源枯竭、能源開(kāi)采殆盡、全球氣候變暖、自然生態(tài)失衡等一系列挑戰(zhàn)。怎么解決呢？移民外星球、研發(fā)替代能源都被提上了日程。不過(guò)，解決問(wèn)題的方法從來(lái)不局限于這些“高大上”的技術(shù)，也許生活中一些不起眼的廢物，同樣可以拯救世界。

用植物殼制玻璃

大米殼、玉米皮、花生殼、香蕉皮看上去都很沒(méi)用吧？我們通常會(huì)直接扔掉。但是美國(guó)科羅拉多州礦山學(xué)院的科學(xué)家們卻利用瓜果的皮或者谷物的殼來(lái)制作玻璃。聽(tīng)起來(lái)很神奇吧？質(zhì)地柔軟的果皮怎么能跟堅(jiān)硬的玻璃扯上關(guān)系呢？

玻璃中的主要成分是二氧化硅，這是一種存在于沙子中的礦物。雖然二氧化硅在地球上非常豐富，但制作窗戶、水杯、智能手機(jī)屏保的玻璃還需要添加其他化學(xué)成分，比如硼、氧化鈣、氧化鎂和氧化鉀，它們可以使玻璃透明度更高、更堅(jiān)固或者使得觸屏手機(jī)使用的玻璃更具導(dǎo)電性。而這些化學(xué)物質(zhì)恰恰就是食品廢棄物中含有的。

比如，大米殼、玉米皮、花生殼、香蕉皮中都含有二氧化硅，將它們分別加熱制成干燥的粉末后，大米殼灰中二氧化硅含量就會(huì)達(dá)到97.8%，香蕉皮灰的氧化鉀含量達(dá)到67.6%，蛋殼灰中碳酸鈣含量能高達(dá)98%，這是制作玻璃的另外一個(gè)重要成分，通常從石灰石中提取。研究者們將蛋殼、香蕉皮、玉米皮、花生殼的粉末混合后，就能獲得制作玻璃需要的所有元素。將這些粉末加熱到1400℃～1550℃，它們就會(huì)變成融化的紅色液體，再將這些液體注入模具，就變成了初級(jí)玻璃。

剩飯剩菜變成寶

當(dāng)上述的科學(xué)家們將植物殼當(dāng)寶貝時(shí)，香港城市大學(xué)的研究者們則打起了“剩飯剩菜”的主意。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全球會(huì)浪費(fèi)13億噸的糧食。如果能從這里撈點(diǎn)“有用物質(zhì)”，便既能減少資源浪費(fèi)，還能保護(hù)環(huán)境。因?yàn)槭ｏ埵２私?jīng)細(xì)菌一發(fā)酵，會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體——甲烷。

研究者們將剩飯剩菜轉(zhuǎn)化成琥珀酸。琥珀酸是一種無(wú)色結(jié)晶體，味酸，可以燃燒。在食品和飲料行業(yè)中，人們會(huì)經(jīng)常使用它作為酸度調(diào)節(jié)劑。在工業(yè)中，琥珀酸可以用來(lái)制作可生物降解塑料、表面活性劑、油漆等。最初，琥珀酸是通過(guò)蒸餾琥珀獲得，現(xiàn)在由于廣泛的需求，琥珀酸主要以石油為原料通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行生產(chǎn)。很明顯，這種方法不僅成本高，而且對(duì)環(huán)境會(huì)造成破壞。

相對(duì)用剩菜剩飯制琥珀酸只需要巧妙用到細(xì)菌。首先是兩種能分泌酶的真菌，會(huì)分別將食物里的碳水化合物和蛋白質(zhì)分解成單糖和氮。隨后另外一種細(xì)菌會(huì)利用糖和氮化合物發(fā)酵，產(chǎn)生能制成琥珀酸的糖性溶液。香港城市大學(xué)的研究者們預(yù)計(jì)，1000千克食品廢物可以生產(chǎn)100～240千克琥珀酸。

與此同時(shí)，美國(guó)研究者們也已經(jīng)將剩飯剩菜制成甲烷，隨后又利用細(xì)菌將甲烷分解成碳和氫，而碳可以生產(chǎn)電子產(chǎn)品需要的石墨，氫則可以用作燃料。

想涼快點(diǎn)，養(yǎng)點(diǎn)細(xì)菌吧

夏日炎炎，你是不是總愛(ài)出汗？這個(gè)時(shí)候，穿一件涼快的衣服想必是怕熱人群的最大心聲。美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究者們發(fā)明了一件涼快的運(yùn)動(dòng)衫，你流汗越多，衣服會(huì)變得越透氣，來(lái)為皮膚降溫。聽(tīng)上去好像這件衣服很懂你。不過(guò)，它可不是安裝了什么傳感器，而是全靠衣服上的大量細(xì)菌。

這種細(xì)菌就是枯草桿菌。它有非常奇妙的特性，會(huì)隨著外部環(huán)境濕度的變化，吸水或者放水，由此還會(huì)造成自身體積的膨脹或收縮，即使枯草桿菌死去，其細(xì)胞內(nèi)所含的一些物質(zhì)使這一特性仍存在。科研小組利用這種細(xì)菌的特性，將其制作成生物膜，移植到面料中，形成獨(dú)特的衣服“鱗片”，制造出了一種名叫“第二層皮膚”的新型服裝。當(dāng)身體發(fā)熱、出汗時(shí)，這些“鱗片”能迅速做出響應(yīng)，自動(dòng)開(kāi)合，達(dá)到最佳透氣性。

讓衣服上布滿細(xì)菌的想法，可能讓人覺(jué)得有點(diǎn)惡心。不過(guò)，你大可放心，枯草桿菌是一種有益微生物，日本的傳統(tǒng)豆制品納豆和韓式料理中的清麹醬都是由這種菌的納豆亞種將黃豆發(fā)酵而成。

在廚房里開(kāi)個(gè)甲蟲(chóng)農(nóng)場(chǎng)

“全球糧食饑荒，趕緊吃蟲(chóng)子吧！”這不是一個(gè)玩笑。人類可食用的昆蟲(chóng)在全球超過(guò)1900多種。在2013年，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織就曾呼吁，人類可以將蟲(chóng)子作為“美食”，作為解決全球糧荒的輔助食品。

雖然吃慣了豬肉、牛肉等大型動(dòng)物肉的人類，對(duì)吃蟲(chóng)子的想法未免會(huì)心生抵觸，但如果你吃肉是為了滿足蛋白質(zhì)需求的話，吃蟲(chóng)子也可以完全滿足。而且，吃蟲(chóng)子還有很多優(yōu)點(diǎn)，例如繁殖快、污染少，蛋白質(zhì)、脂肪和礦物質(zhì)含量高，需要的飼料也相對(duì)少。它們還不需要水，也不會(huì)排出二氧化碳。有人要問(wèn)了，如果將來(lái)世界快速增長(zhǎng)的人口把環(huán)境逼到絕境，我們不得不吃昆蟲(chóng)來(lái)替代牛肉，那么，我們從哪里獲取蟲(chóng)子呢？

這個(gè)也不用擔(dān)心，將來(lái)在自家廚房里就可以飼養(yǎng)蟲(chóng)子。因?yàn)槊绹?guó)活農(nóng)業(yè)公司研發(fā)了一個(gè)特別的實(shí)踐設(shè)備——甲蟲(chóng)飼養(yǎng)箱，讓你很容易在家中飼養(yǎng)可以食用的甲蟲(chóng)。在甲蟲(chóng)箱里，在不同的生命階段，甲蟲(chóng)都有不同的生活區(qū)域，你只需要用廚房剩飯菜以及燕麥喂養(yǎng)這些甲蟲(chóng)，8～9周后，這些蟲(chóng)子就可以“下鍋”了。根據(jù)甲蟲(chóng)箱制造商的說(shuō)法，這些爬行動(dòng)物口感耐嚼，還有點(diǎn)堅(jiān)果的風(fēng)味。

如果你覺(jué)得直接吃甲蟲(chóng)，沒(méi)法下得了口，美國(guó)康奈爾大學(xué)的學(xué)生已經(jīng)發(fā)明出用甲蟲(chóng)蛋白質(zhì)制作的豆腐，為了獲得0.5千克的蛋白質(zhì)，你需要切碎1000多個(gè)甲蟲(chóng)并將它們磨成粉，隨后，蛋白質(zhì)被提煉出來(lái)，凝固成塊狀，這就是甲蟲(chóng)豆腐了。計(jì)算表明，如果大規(guī)模生產(chǎn)甲蟲(chóng)豆腐，可以滿足高達(dá)20億人的蛋白質(zhì)需求。

另外一種方案可能會(huì)讓“甲蟲(chóng)餐”更容易被接受。南美農(nóng)業(yè)蛋白公司已經(jīng)開(kāi)始用甲蟲(chóng)制作蛋白面粉，這種蛋白面粉可以替代用來(lái)喂雞、豬、魚(yú)等的魚(yú)苗、豆粉等等。這樣，那些種植豆子的地方可以用來(lái)種其他東西，而對(duì)魚(yú)的過(guò)度捕撈也可以得到緩解。

蘑菇長(zhǎng)在尿布上

全世界每天大約有37萬(wàn)人出生，這些新生寶寶將會(huì)成為最大的垃圾制造者之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)寶寶每年會(huì)產(chǎn)生近一噸的尿布。這些“一次性尿布”名字聽(tīng)起來(lái)好像很好處理，實(shí)際上，它主要取自棉花等植物的纖維素組成，這是一種非常頑固的有機(jī)聚合物，由于分子間排列整齊，會(huì)形成晶體，不容易被分解。研究者們預(yù)計(jì)，需要500年的時(shí)間，一次性尿布才能自然降解?，F(xiàn)在，來(lái)自墨西哥城市大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)明了一種方法，能把500年時(shí)間縮減為4個(gè)月，方法就是在尿布上種蘑菇。

這種蘑菇就是平菇。平菇之所以能對(duì)付尿布，原因就在于它有能分解纖維素的酶，這種酶可以分解尿布中的木質(zhì)纖維素將其轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)。所以當(dāng)在尿布上種上平菇后，在2個(gè)月時(shí)間內(nèi)，就能分解掉尿布的90%，只要4個(gè)月就可以將尿布完全分解。

由于平菇含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)和維他命，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，所以，在做完“清道夫”后（尿布會(huì)事先消毒），平菇還可以被用來(lái)飼養(yǎng)動(dòng)物。

比爾·蓋茨喝的特別的水

2015年，比爾·蓋茨在錄制節(jié)目過(guò)程中，拿杯子在水龍頭下接了一杯水，水清澈見(jiàn)底。蓋茨喝了一口，并滿意地點(diǎn)點(diǎn)頭，表示味道不錯(cuò)。人群中爆發(fā)了一陣熱烈的掌聲。這杯水來(lái)頭可不小，在5分鐘前還是人類的排泄物。那么，排泄物是如何變成能夠飲用的水的呢？

實(shí)際上，技術(shù)并不復(fù)雜。蓋茨喝的這杯水，事先曾由一套廢物處理設(shè)備凈化。這套設(shè)施主要由污水管道、網(wǎng)格篩子、沉降箱、烘干器、焚化爐等配件組成。當(dāng)人們上完廁所，沖完馬桶后，排泄物會(huì)進(jìn)入污水管道，孔徑較大的網(wǎng)格篩子將首先過(guò)濾掉一些大的廢物，如衛(wèi)生紙；緊接著，排泄物會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)沉降箱，在這一特別的容器里，排泄物里的顆粒要么沉到水中，要么會(huì)漂浮；當(dāng)流到下一層時(shí)，更細(xì)小的網(wǎng)格篩子會(huì)過(guò)濾掉漂浮著的顆粒狀物質(zhì)。然后被過(guò)濾掉大部分顆粒狀物質(zhì)的污泥會(huì)進(jìn)入一個(gè)干燥器中，連接著焚化爐的干燥器會(huì)將污泥烘干，除去里面的所有液體，并重新捕獲水蒸汽；水蒸氣再經(jīng)過(guò)一系列過(guò)濾，最后經(jīng)過(guò)只能讓水分子通過(guò)的極細(xì)小的篩子過(guò)濾后，又經(jīng)過(guò)紫外線殺毒，才從水龍頭里流出，成了飲用水。經(jīng)檢測(cè)，這樣的水非常純凈，口感跟礦泉水很像。

人類的尿液中95%～97%的成分是水，如果能夠用這樣的技術(shù)純凈人類的排泄物，將可以為人類提供穩(wěn)定的用水來(lái)源。目前，在美國(guó)許多地方已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用這種科技了。在未來(lái)，如果每個(gè)家庭都有這樣一套設(shè)備，或許真能緩解地球淡水資源日益緊張的趨勢(shì)。

（本欄目編輯 趙 婷）

Email：254096887@qq.com