Ученые каждый год придумывают все новые способы переработки отходов. В Китае из виноградного жмыха шьют кожаные сумки, а австралийцы научились производить из мусора самоклеящиеся кирпичи.
Где из лимонов делают автомобили, а из старой электроники – золотые слитки? И какие материалы используют по полной, выжимая из них все, без остатка? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Спорткар из отходов электроники
Болид целиком из старых смартфонов, радиоприемников и микросхем. Такое даже трудно представить, а он реально существует. И уже ездит по гоночным трассам Англии.
Спорткар из электронных отходов собрали инженеры из Манчестера. Они взяли двигатель и колеса обычной гоночной машины, а корпус авто сделали из сломанных ноутбуков. Вместо крыльев – экраны смартфонов и планшетов, соединенные кабелями. Хитрая конструкция весит чуть больше тонны и не уступает по скорости трековым машинам – разгоняется до двухсот восьмидесяти километров в час.
"Автомобиль полностью состоит из техники, не подлежащей ремонту. Мы использовали десятки гаджетов, материнских плат и даже электрические мухобойки. Такие спорткары решат проблему с утилизацией старой электроники и подарят ей вторую жизнь. Ведь отработавшая техника – это опасные кадмий, ртуть и свинец", – сообщил дизайнер, разработчик гоночного автомобиля из электронных отходов Лиам Хопкинс.
Автомобиль из содержимого мусорного ведра
Не только электронные отходы можно превратить в автомобиль. Даже ежедневное содержимое вашего мусорного ведра претендует на звание спорткара.
Салон автомобиля, показанного в программе, благоухает лимоном, гранатом и миндалем. И дело не в ароматизаторе. Детали, а именно приборная панель и двери машины – сделаны из кожуры фруктов и скорлупы ореха.
Испанские инженеры измельчили отходы, смешали с полимерами и напечатали запчасти на 3D-принтере.
"По свойствам фруктовый материал такой же, как пластмасса. Твердым его делает так называемый лигнин. Это вещество содержится в скорлупе миндаля. В зависимости от доли цедры или гранатовой кожуры биополимер меняет свой цвет и аромат", – пояснила директор по исследованиям Технологического центра инновационных проектов Берта Гонзалво.
Биополимер только прошел испытания на прочность. В серию фруктовые легковушки запустят минимум через три года. Но есть технологии, из которых уже прямо сейчас можно выжать все.
Панели для техники, одноразовая посуда и линолеум из рыбных отходов
После разделки рыбы производителям приходится решать, что делать с тоннами рыбьих хвостов и плавников. Только от лососевых в среднем остается около двадцати процентов отходов. Но это больше не проблема.
Из тех самых отходов можно делать панели для техники, одноразовую посуду, упаковку и даже линолеум. И красноярские ученые знают – как. Все исследования они проводят на средства гранта Российского научного фонда.
Рыбьи хвосты, головы и плавники содержат тот самый жир, которым каждого кормили родители. Биологи решили угощать им не детей, а бактерии. И что самое удивительное, те начали синтезировать пластик.
"Бактерии поглощают эти отходы и вырабатывают энергию. Эта энергия запасается внутри бактериальной клетки в виде гранул полимера. Для этого у нас реализован двухэтапный синтез, то есть на первом этапе у нас происходит наращивание биомассы бактерий на полной питательной среде, куда подаются и жировые отходы, и азотный субстрат. Затем на втором этапе, где-то через 24 часа в среде искусственно создается недостаток азотного компонента, и в результате полученного стресса бактерия начинает накапливать полимер", – в эксклюзивном интервью РЕН ТВ рассказал кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН Евгений Киселев.
После этого бактерии отделяют от жидкости и сушат. Затем ученые путем экстракции выделяют из клеток полимер. В итоге пластик получается таким же прочным, как и привычный синтетический. При этом он полностью биоразлагаемый. Капсулы из рыбных отходов можно использовать в медицине: они доставят лекарства к органам, а потом без остатка растворятся.
Золото из материнских плат можно извлечь с помощью… сыра
Это место называют адом на земле. Здесь всегда пахнет гарью, а во рту остается привкус металла. Это самая крупная в мире свалка электронного мусора – размером больше чем два футбольных поля. Ежегодно в город Агбогблоши в африканской республике Гана привозят десятки тысяч тонн отслужившей техники. А теперь представьте, что этот склад токсичного утиля может стать настоящим золотым прииском.
В обычных материнских платах действительно содержится золото. Тончайшим слоем драгоценного металла покрывают разъемы и контакты деталей, чтобы те не окислялись. Инженеры из Цюриха научились добывать это золото, благодаря... сыру. А точнее, отходам его производства – сыворотке, которая осталась после варки молочного продукта.
"Мы разобрали материнские платы и извлекли из них металлические элементы, которые растворили в кислоте. Затем мы получили из молочной сыворотки белковые нановолокна. При застывании они стали похожи на что-то вроде губки. Благодаря абсорбирующим свойствам нановолокна захватили большую часть ионов золота. В течение двух часов мы нагревали их при температуре в тысячу градусов Цельсия. В результате белковые нановолокна полностью сгорели, а вот ионы золота затвердели до состояния крохотных крупиц", – объяснил профессор кафедры материаловедения и инженерии Швейцарской высшей технической школы Цюриха Раффаэле Мецценга.
Из двух десятков материнских плат швейцарские ученые получили полграмма золота высокой пробы. Теперь понятно, почему свалка в Гане – это настоящий клад. К тому же делать ювелирные украшения из старой электроники гораздо дешевле, чем добывать драгметалл на рудниках.
Сумка из виноградного жмыха
Из отходов создают не только дорогие украшения, но и сумки. В программе показали рюкзак, сшитый из виноградного жмыха. Китайский дизайнер Мэн Ду решила отправлять тонны косточек и кожуры ягод не на помойку, а под пресс.
"Весь процесс занимает около четырех-пяти недель. Сначала виноградные отходы мы сушим на солнце. Затем жмых измельчаем в порошок и смешиваем с натуральными ингредиентами. Состав раскатываем в листы и снова оставляем сохнуть. Из полученного материала шьем сумки вручную. А чтобы придать им нужную форму, используем не выкройки, а напечатанные на 3D-принтере макеты. Виноградная кожа получается очень прочной и выглядит, как натуральная", – рассказала дизайнер, разработчица сумок из винограда Мэн Ду.
Вот только на создание одного квадратного метра виноградной сумки-канистры или банки требуется больше двух тысяч ягод. Представьте, сколько сырья придется потратить на целую коллекцию.
Прочные кирпичи из отходов переработки нефти
А вот если построить многоэтажку из нефтяных отходов – она простоит десятилетия. В Австралии придумали, как увеличить прочность кирпичей в шестнадцать раз.
Разработчики формуют в печи брикеты из полимера на основе серы, углеволокна, масла канолы, то есть рапса и так называемого дициклопентадиена. Это химическое вещество остается после переработки нефти. И самое удивительное, что благодаря той самой сере больше не понадобится цементный раствор для кладки кирпичей.
"На поверхность кирпичей распыляют специальное вещество – аминный катализатор. Он запускает химическую реакцию, в результате которой молекулы серы меняют свое положение и создают новые связи между двумя отдельными кирпичами. Те склеиваются, а катализатор просто испаряется. Соединенные таким образом бруски выдерживают нагрузку лучше, чем в случае, если бы их скрепили самым прочным суперклеем. При этом они гораздо легче бетона, не размокают под водой и выдерживают даже кислоту", – уточнил профессор кафедры химии Университета Флиндерса Джастин Чалкер.
Аэрогель для марсоходов из старых колес
Из отходов мы будем не только строить дешевое и надежное жилье – с помощью ненужного хлама мы сумеем покорить даже космос. А понадобятся для этого… старые автомобильные колеса.
Из алюминиевых колесных дисков сингапурские ученые получили суперпрочный аэрогель, которым можно покрыть корабли и марсоходы.
"Сначала металлические отходы измельчают в порошок и поэтапно нагревают в печи. Затем смесь замораживают и отправляют на сушку в вакуумную камеру. Это помогает удалить из состава лишнюю жидкость. В итоге мы получаем полупрозрачный легкий гель, который изолирует тепло. При этом состав вдвое дешевле своего аналога на основе диоксида кремния – силикатного геля, который сегодня используют в качестве теплоизоляции. И получение аэрогеля из дисков занимает не неделю, а всего пару-тройку дней", – отметил президент Национального университета Сингапура Тан Энг Чай.
Аэрогелю из отходов не страшны ни огонь, ни вода, ни экстремальные температуры. А если в него добавить еще и оптические волокна, которые преломляют свет, то готова замена космическим фарам и прожекторам. Выходит, для колонизации Луны и Марса даже не надо изобретать новые материалы. Все уже есть на ближайшей свалке. Нам остается только собрать земной мусор, и можно обустраиваться на других планетах.
О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.