Грибы, мочевина и кукуруза - чем можно заменить пластик

Пластикова пляшка Копірайт зображення Unsplash

Наше увлечение пластиковыми изделиями уже имеет печальные последствия, преодолеть которые мы пока не в состоянии. Возможно, выход - в альтернативных материалах, которые предлагает сама природа.

Пластиковые соломинки для напитков и полиэтиленовые пакеты уже давно впали в немилость. Впрочем, суть проблемы в том, что одноразовые пластиковые изделия нам, по большому счету, заменить пока нечем.

Пластик применяют везде - от транспорта до производства и продовольственных услуг, а потому борьба с "белым загрязнением" в первую очередь требует кардинального изменения материалов производства.

К счастью, ученые, инженеры и дизайнеры уже активно работают над разработкой экологически чистых альтернатив создания циркулярных экосистем с низкими уровнями загрязнителей.

Это - жидкая древесина, изоляция из водорослей и заменители полимеров из ферментированного растительного крахмала, содержащегося в кукурузе или картофеле.

Эти альтернативные материалы не только уменьшат производство пластика, но и помогут решить много других актуальных проблем, например, строительство безопасного жилья для значительной части населения планеты, снижение выбросов углерода и возврат питательных веществ земле.

Каменная (базальтовая) вата

Чтобы превратить один из крупнейших ресурсов планеты во что-то полезное и устойчивое, требуется мастерство алхимика.

Каменная вата производится из базальта - вулканической породы, образующейся после охлаждения лавы. Она также является побочным продуктом производства стали - шлака. Плавясь, это вещество превращается в волокна, похожие на сладкую вату.

В отличие от стекловолокна (которое изготавливается из переработанного стекла) или вспененного полиэтилена (полимерный материал, часто используемый для блокировки теплопередачи на чердаках, крышах или в подвалах), в процессе производства каменная вата может получить уникальные свойства, например, огнестойкость, звукопроводящие и тепловые возможности, водоотталкивание и долговечность в экстремальных климатических условиях.

Пластмаса Копірайт зображення Getty Images
Image caption Пластик можно успешно заменить другими природными материалами, снизив таким образом объем отходов в океане

В последние годы каменная вата обрела популярность в экостроительстве среди архитекторов и дизайнеров, которые ищут устойчивые, экономические и эстетические стройматериалы.

Ведущим производителем изоляционных материалов из каменной ваты является группа Rockwool, работающая в Европе, Северной Америке и Азии. Продукция этой компании была использована при строительстве многих коммерческих и промышленных зданий во всем мире, в частности лондонской Арены O2 и аэропорта Гонконга.

С ростом числа больших лесных пожаров и наводнений каменная вата открывает новые возможности для дополнительных средств безопасности в регионах повышенного риска.

Грибы

Грибы - это не только ароматная добавка к равиоли или рагу (или средство для погружения в психоделический трип). Уже в скором времени различные виды грибов, от тех, что растут на деревьях, до лесных поганок, смогут заменить полистирол, защитную упаковку, изоляционные материалы и даже мебель и изделия из кожи.

Компания MycoWorks, которая объединила творческую команду инженеров, дизайнеров и ученых, в настоящее время работает над получением растительных тканей грибов и укреплением их текстуры. Исследователи утверждают, что грибы ничем не хуже других органических материалов, таких как резина или пробка.

Другая компания, основанная в Нью-Йорке, Evocative Design применяет мицелий (вегетативное тело грибов) в качестве средства для скрепления деревянных панелей, а также для изготовления огнеупорной упаковки.

Грибы Копірайт зображення Unspalsh
Image caption Грибной материал, полученный из живых организмов, может заменить полимеры, изоляционные материалы и даже изделия из кожи

Структура гриба состоит из нитевидных образований - гифов. При благоприятных условиях грибница (собственно тело гриба, где образуются споры) быстро растет, следовательно культивировать продукты мицелия достаточно просто.

Мицелий можно разводить практически в любых сельскохозяйственных отходах, например на опилках или фисташковых скорлупках. Грибной материал, выращенный из живых организмов, может принимать любую форму, образуя натуральные полимеры, прочнее клея.

После нагревания до определенных температур гриб становится инертным, что предупреждает его внезапное прорастание в дождливую погоду.

И хотя лисички, шиитаке и шампиньоны выглядят куда привлекательнее в пицце, чем в грибной штукатурке, будущее, несомненно, за грибами.

Кирпич из мочевины

На производство цемента, основного элемента бетона, приходится около 5% выбросов двуокиси углерода в мире.

Исследователи и инженеры работают над разработкой менее энергоемких альтернатив, в частности кирпичей из пивоваренного жмыха, бетона по рецепту древних римлян, которые смешивали вулканическую породу с известняком, а также кирпича из мочевины.

Для своего дипломного проекта студент Эдинбургского колледжа искусств Питер Тримбл готовил выставку, часть которой была посвящена экологическим материалам. Почти случайно он создал "биокамень" - смесь песка (кстати, одного из самых богатых ресурсов Земли), питательных веществ и мочевины - химического вещества, содержащегося в человеческой моче.

Кирпичь Копірайт зображення Getty Images
Image caption Древние римляне изготавливали кирпич из смеси извести и вулканической породы, что, в отличие от цемента, не загрязняло атмосферу

Наполняя бактериальным раствором заполненную песком форму, Тримбл на протяжении года провел сотни экспериментов, пока не получил рецепт. Его идея заключается в том, что продукты метаболизма микробов прочно соединяют песок, мочевину и хлорид кальция.

Тримбл предлагает заменить энергоемкий метод производства естественным процессом метаболизма микроорганизмов.

Биокамень не вырабатывает парниковые газы, а для его производства требуется широкодоступной сырье.

Хоть кирпич Тримбла не настолько прочен, как бетон, его можно использовать для недорогого строительства временных сооружений или уличной мебели.

По крайней мере, изобретение Тримбла стимулировало дискуссию о том, как сделать промышленное производство более экологичным, прежде всего в регионах южнее Сахары, где песок легко доступен для добычи.

Впрочем, биокирпич имеет один существенный недостаток. Метаболизм микроорганизмов, скрепляющий кирпич, превращает мочевину в аммиак, который может загрязнять грунтовые воды при попадании в окружающую среду.

Экологическая ДСП

Хоть это и не очевидно, ДСП, древесностружечная плита, изготовленная путём горячего прессования древесных частиц, которую используют в производстве мебели, не относится к экологическим стройматериалам.

Прежде всего потому, что клей, соединяющий древесные волокна, обычно содержит формальдегид, бесцветное, легковоспламеняющееся химическое вещество, известное своими канцерогенными свойствами.

Да, ваша полка из искусственной древесины, купленная в Ikea, также вявляется источником токсинов.

Недавно компания NU Green создала материал, который на 100% состоит из вторичного или восстановленного древесного волокна под названием Uniboard. Производство Uniboard сохраняет леса и предупреждает рост отходов, а также не содержит токсинов и производит гораздо меньше парниковых газов, чем обычная ДСП.

В производстве Uniboard впервые применены возобновляемые волокна, например кукурузные стебли и хмель, а также вместо клея смола, которая не содержит формальдегид (NAF).

ДСП Копірайт зображення Getty Images
Image caption ДСП содержит клей, имеющий в своем составе токсичные формальдегиды

Не секрет, что добыча нефти, необходимой для производства пластика, имеет разрушительные последствия для окружающей среды. Еще более пагубной является утилизация пластика: содержащиеся в нем токсичные химикаты часто проникают в продукты питания, напитки и грунтовые воды.

Производство пластиковых изделий только замедляет попадание пластмассы на свалки или в океаны, где материал распадается на мелкие фрагменты, но никогда полностью не разлагается.

По некоторым предположениям, к 2030 году на свалки и в океан попадет 111 млн метрических тонн пластика.

Утилизация - это шаг в правильном направлении.

Но чтобы ситуация изменилась кардинально, мы должны найти альтернативу пластику, а также возобновляемые ресурсы для устойчивого развития в будущем.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке вы можете на сайте BBC Future.

Следите за нашими новостями в Twitter и Telegram

...

Новости по теме