The Internet of Things by James Whittaker of Microsoft
Satura rādītājs:
Kāda ir jūsu automašīnas, telefona, sodas pudele un kurpes? Tie visi ir izgatavoti no naftas. Šis neatjaunojamais resurss tiek apstrādāts par daudzveidīgu ķimikāliju kopumu, ko sauc par polimēriem - vai biežāk - no plastmasas. Vairāk nekā 5 miljardi galonu naftas katru gadu tiek pārveidoti tikai par plastmasu.
Polimēri ir aiz daudziem svarīgākajiem pēdējo desmitgažu izgudrojumiem, piemēram, 3D drukāšana. Tā sauktie „inženierplasti”, ko izmanto lietojumprogrammās, sākot no automobiļu līdz būvniecībai līdz mēbelēm, ir izcilas īpašības un var pat palīdzēt atrisināt vides problēmas. Piemēram, pateicoties inženiertehniskajām plastmasām, transportlīdzekļi tagad ir vieglāki, tāpēc tie saņem labāku degvielas nobraukumu. Bet, tā kā lietojumu skaits palielinās, tāpat arī pieprasījums pēc plastmasas. Pasaulē jau katru gadu tiek saražots vairāk nekā 300 miljoni tonnu plastmasas. Skaits varētu būt sešas reizes lielāks nekā līdz 2050. gadam.
Petro-plastikas pamatā nav tik slikti, bet tās ir izlaista iespēja. Par laimi, ir alternatīva. Pāreja no naftas bāzes izgatavotiem polimēriem uz bioloģiski pamatotiem polimēriem varētu samazināt oglekļa emisijas simtiem miljonu tonnu gadā. Bioloģiski pamatoti polimēri ir ne tikai atjaunojami un videi nekaitīgāki, bet tie faktiski var radīt neto labvēlīgu ietekmi uz klimata pārmaiņām, darbojoties kā oglekļa piesaistītājs. Bet ne visi biopolimēri tiek radīti vienādi.
Noārdāmi biopolimēri
Jūs, iespējams, esat saskārušies ar “bioplastmasu”, jo īpaši par vienreizlietojamiem piederumiem - šīs plastmasas tiek iegūtas no augiem, nevis eļļas. Šādus biopolimērus iegūst, barojot cukurus, visbiežāk no cukurniedrēm, cukurbietēm vai kukurūzas, uz mikroorganismiem, kas ražo prekursoru molekulas, kuras var attīrīt un ķīmiski savienot, veidojot polimērus ar dažādām īpašībām.
Augu izcelsmes plastmasas ir labākas videi divu iemeslu dēļ. Pirmkārt, ir ievērojami samazināts enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai ražotu augu bāzes plastmasas - līdz pat 80 procentiem. Lai gan katra tonnas naftas produktu iegūst divas līdz trīs tonnas CO₂, to var samazināt līdz apmēram 0,5 tonnām CO₂ uz tonnu biopolimēra, un procesi kļūst tikai labāki.
Otrkārt, augu bāzes plastmasas var būt bioloģiski noārdāmas, tāpēc tās uzkrājas poligonos.
Lai gan vienreizlietojamām ierīcēm, piemēram, plastmasas dakšām, ir ļoti liela bioloģiskā noārdīšanās spēja, dažreiz ir svarīgs ilgāks kalpošanas laiks - jūs, iespējams, nevēlaties, lai jūsu automobiļa panelis laika gaitā lēnām pārvērstos par sēņu kaudzi. Daudzām citām lietojumprogrammām nepieciešama tāda pati izturība, piemēram, būvmateriāli, medicīnas ierīces un sadzīves tehnika. Bioloģiski noārdāmi biopolimēri arī nav pārstrādājami, kas nozīmē, ka augi ir jāaudzē un jāapstrādā nepārtraukti, lai apmierinātu pieprasījumu.
Bio-polimēri kā oglekļa uzglabāšana
Plastmasas, neatkarīgi no avota, galvenokārt ir izgatavotas no oglekļa - apmēram 80% no svara. Lai gan no naftas iegūtajām plastmasām CO₂ neizdalās tāpat kā fosilā kurināmā sadedzināšana, tās arī nepalīdz sadalīt šo gāzveida piesārņotāju pārpalikumu - šķidrās eļļas oglekli vienkārši pārveido par cietām plastmasām.
No otras puses, biopolimēri ir iegūti no augiem, kas izmanto fotosintēzi, lai pārveidotu CO₂, ūdeni un saules gaismu uz cukuru. Kad šīs cukura molekulas tiek pārvērstas par biopolimēriem, ogleklis tiek efektīvi bloķēts no atmosfēras, ja vien tās nav bioloģiski noārdītas vai sadedzinātas. Pat ja biopolimēri nonāk poligonā, tie joprojām pildīs šo oglekļa uzglabāšanas lomu.
CO 2 ir tikai aptuveni 28 procenti oglekļa pēc svara, tāpēc polimēri satur milzīgu rezervuāru, kurā var uzglabāt šo siltumnīcefekta gāzi. Ja pašreizējais pasaules ikgadējais apgrozījums aptuveni 300 miljonu tonnu polimēru nebūtu bioloģiski noārdāms un bioloģiski pamatots, tas būtu līdzvērtīgs gigatonam - miljardam tonnu CO 2, kas ir aptuveni 2,8% no pašreizējām globālajām emisijām. Nesenajā ziņojumā Klimata pārmaiņu starpvaldību padome izklāstīja oglekļa uztveršanu, uzglabāšanu un atkārtotu izmantošanu kā galveno stratēģiju klimata pārmaiņu mazināšanai; bioloģiski pamatoti polimēri varētu dot būtisku ieguldījumu, līdz 20% no CO₂ izvadīšanas, kas vajadzīgs, lai ierobežotu globālo sasilšanu līdz 1,5 grādiem pēc Celsija.
Biolimēru tirgus, kas nav noārdāms
Pašreizējās oglekļa sekvestrācijas stratēģijas, tostarp ģeoloģiskā uzglabāšana, kas sūknēs CO₂ izplūdes pazemes vai reģenerējošu lauksaimniecību, kas uzglabā vairāk oglekļa augsnē, lielā mērā balstās uz politiku, lai virzītu vēlamos rezultātus.
Lai gan tie ir būtiski mehānismi klimata pārmaiņu mazināšanai, oglekļa piesaistīšana biopolimēru veidā var izmantot citu vadītāju: naudu.
Konkurence, kas balstīta tikai uz cenu, ir izaicinājusi biopolimērus, bet agrīnie panākumi parāda ceļu uz lielāku iekļūšanu. Viens aizraujošs aspekts ir spēja piekļūt jaunām ķīmiskajām vielām, kas pašlaik nav atrodamas no naftas iegūtajiem polimēriem.
Apsveriet pārstrādājamību. Daži tradicionālie polimēri ir patiesi pārstrādājami. Šie materiāli ir visbiežāk samazināti, kas nozīmē, ka tie ir piemēroti tikai zemas vērtības lietojumiem, piemēram, būvmateriāliem. Tomēr, pateicoties ģenētiskās un enzīmu inženierijas instrumentiem, tādas īpašības kā pilnīga pārstrāde - kas ļauj atkārtoti izmantot to pašu pielietojumu - var veidot bio-polimēros jau no paša sākuma.
Bio-polimēri mūsdienās lielā mērā balstās uz dažu baktēriju sugu dabiskiem fermentācijas produktiem, piemēram, piena skābes Lactobacillus ražošanu - to pašu produktu, kas nodrošina skābenu alu. Kaut arī tie ir labs pirmais solis, jaunie pētījumi liecina, ka turpmākajos gados biopolimēru patiesā daudzveidība ir attaisnojama. Pateicoties mūsdienu spējām inženierēt proteīnus un modificēt DNS, tagad ir pieejams bio-polimēru prekursoru pielāgots dizains. Ar to kļūst iespējama jaunu polimēru pasaule - materiāli, kuros šodienas CO₂ atradīsies noderīgākā, vērtīgākā formā.
Lai sapnis tiktu realizēts, ir vajadzīgi vairāk pētījumu. Kaut arī šodien ir pieejami agrākie piemēri - tāpat kā daļēji bioloģiskā Coca-Cola PlantBottle - bioinženierija, kas nepieciešama daudzu daudzsološāko jauno polimēru sasniegšanai, joprojām ir pētījuma stadijā - tāpat kā atjaunojama alternatīva oglekļa šķiedrām, ko varētu izmantot viss no velosipēdiem līdz vēja turbīnu lāpstiņām.
Valdības politika, kas atbalsta oglekļa sekvestrāciju, arī palīdzētu vadīt adopciju. Tā kā šāda veida atbalsts tiek sniegts, bioloģisko polimēru kā oglekļa uzglabāšanas ievērojama izmantošana ir iespējama jau tuvāko piecu gadu laikā - laika grafiks, kas var dot ievērojamu ieguldījumu klimata krīzes risināšanā.
Šis raksts sākotnēji tika publicēts Joseph Rollin un Jenna E. Gallegos sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.
Ņujorkas 2030. gada ilgtspējības mērķu izstāde Kā pilsētas var cīnīties ar klimata pārmaiņām
Ņujorka ir iesniegusi brīvprātīgi ziņojumu par saviem ilgtspējības plāniem tieši Apvienoto Nāciju Organizācijai. Pilsētas amatpersonas uzskata, ka pilsēta ir sešas reizes palielinājusi saules enerģijas izmantošanu kopš de Blasio stāšanās amatā. (Viņi iesūdz arī piecus lielākos naftas uzņēmumus.)
Kas ir Kratom? Kā augu izcelsmes zāles var palīdzēt cīnīties pret opioīdu krīzi
Kratom ir izmantots simtiem gadu kā veids, kā ārstēt dažādas slimības, bet tikai nesen ieguvis vilces ASV. Neraugoties uz zināmu solījumu palīdzēt hronisku sāpju slimniekiem, DEA cenšas to padarīt par 1. tabulas narkotiku, kas kavētu turpmāku tās ietekmes izpēti.
Jauna pašārstēšanās, oglekļa negatīvs materiāls varētu palīdzēt cīnīties pret klimata pārmaiņām
MIT inženieri ir izstrādājuši jaunu, oglekļa negatīvu, pašārstošu polimēru. Hidrogels izmanto hloroplastus, augu daļas, kas veic fotosintēzi. Lai gan materiāls nav gatavs liela mēroga projektiem, tas joprojām spēj atjaunot savu spēku no plānas gaisa.