Nowe technologie

Ale może nie będzie musiała? Badacze z szanghajskiego Instytutu Ceramiki, współpracującego z Chińską Akademią Nauk, zaprojektowali kolejny niepalny element współczesnego mieszkania. Ważny i trudny do wyobrażenia, bo o ile przyzwyczailiśmy się do niepalnych drzwi i podłóg, przywykliśmy, że pożar często zaczyna się od tapet.
Te zaprojektowane w Szanghaju (może to nie przypadek, że Państwo Środka jest historyczną ojczyzną papieru?) nie maja z tradycyjnymi wiele wspólnego: okazało się, że papierowe włókna można skutecznie zastąpić hydroksyapatytem: minerałem występującym powszechnie w kruszywie górskim, choć znanym też studentom medycyny – jest obecny w kościach. Jeśli jednak pochodzący z kruszywa apatyt przetworzony zostanie do postaci nanorurek – zachowuje się podobnie jak włókna papieru.
Na tym jednak nie koniec. Ognioodpornych substancji polecano dziesiątki, nie wszystkie się sprawdziły. Do tapety z kruszywa badacze dodali jednak jeszcze barwnik z dodatkiem grafenu, który posiada niezwykłe właściwości piezoelektryczne: w temperaturze, nomen omen, pokojowej zachowuje się jak izolator, jednak w podniesionej do kilkudziesięciu stopni zaczyna przewodzić prąd. To oznacza, ze w sytuacji jakiegokolwiek zagrożenia pożarowego obwód się domyka – i alarm generowany jest przez samo zagrożone wnętrze.

Gry w piłkę na podwórkach mniej niż dawniej, ale szkiełka trzaskają jak miło: już nie w oknach, lecz w wyświetlaczach milionów komórek i tabletów. Technologia, która pozwoliła by je ocalić, byłaby bezcenna. Jak dotąd nie opracowano żadnej metody „zrastania się” szkła. Wygląda jednak na to, że na pomysł rozwiązania wpadła grupka młodych Japończyków.

Wynalezione przez nich szkło pod wpływem przyłożonego nacisku „zrasta się”, rekonfigurując kryształy tak, że znikają rysy i szczeliny. Nie jest to jednak zwyczajne szkło, lecz polimeryczny związek na bazie mocznika: jest w stanie zmienić swoją strukturę nawet pod wpływem ciepła i nacisku dłoni, nie tracąc swojej przejrzystości ani „szklistości”. Nowe wykorzystania mostków wodorowych sprawia, że krystalizacja nie jest całkowita: polimer zachowuje zdolność zmiany kształtu.

W przeszłości udawało się już „podkleić” pęknięte szkło – ale dopiero po podgrzaniu go do minimum 120 stopni Celsjusza, co z reguły prowadziło do zniszczenia delikatnych mechanizmów: polimer mocznika nie zachowuje się w ten sposób. Szczególnie zabawne, że do potencjalnie przełomowego odkrycia doszło w sposób, jaki częstszy był w XIX wieku: właściwie przypadkiem: młody badaczy Yu Yanagisawa pracował nad nowym typem kleju, który zaczął nieoczekiwanie krzepnąć…Nowe rozwiązanie, ze względu na swą kosztowność, najpierw znajdzie zastosowania w elektronice użytkowej – z czasem jednak może być wykorzystane również przy budowie domów jednorodzinnych.

Aminokwasy jako surowiec budowlany sprawdzają się umiarkowanie. Ostatni udany przykład to mury Czorsztyna które, jak powszechnie wiadomo czytelnikom Długosza, umacniano białkiem z kurzych jaj; od tego czasu koncentrowano się raczej na podawaniu białek w jadalni – już urządzonej.
Żarty na bok. W czasach proliferacji zanieczyszczeń rozwiązaniem dla wielu zagrożonych obszarów mogą się okazać filtry białkowe: białka mają dużo większe powinowactwo do wielu trucizn chemoorganicznych niż jakiekolwiek inne substancje, wyzwaniem było to, jak utrzymać je „przy życiu” po wydobyciu z naturalnego środowiska przez czas dłuższy od kilku godzin.
Na tropie rozwiązania są, jak się wydaje, uczeni z Berkeley i Northwestern University, którzy zaprojektowali filtr-matę literalnie „wchłaniającą” zamieczyszczenia, która jest de facto rodzajem rusztowania dla białek, pozostających w stanie aktywności również poza strukturą tkankowo-komórkową.
Prototyp maty testowany będzie, jak zapewnia prof. Ting Xu, wykładowca Berkeley, w pierwszej kolejności na obszarach działań wojennych i skażeń chemicznych, do jakich dochodzi w następstwie katastrof przemysłowych. W dalszej jednak kolejności polimerowy żel, w którym zawieszone są aktywne aminokwasy, może pojawić się również w przenośnych oczyszczaczach powietrza i systemach filtracyjnych domów jednorodzinnych: są widoki, że dymy ze spalanego PCV przestaną być wówczas groźne dla ich mieszkańców.

O socjalizmie mawiano zjadliwie w czasach PRL, że jest niezrównany w rozwiązywaniu problemów, które sam stwarza. W trochę podobny sposób zakiwała się współczesna cywilizacja: tworzy fantastyczne materiały, o niespotykanych dotąd właściwościach, które następnie za wszelką cenę usiłuje zutylizować, zanim urosną w niebotyczne hałdy lub (co gorsza) spłyną do oceanów. Tak dzieje się współcześnie na wielką skalę z tworzywami, określanymi zbiorczą, nieprecyzyjną nazwą „plastiku”. Na mniejszą skalę, ale w sposób bardziej dotkliwy, doświadczają tego specjaliści od włókien węglowych.

To substancja powszechnie chwalona: „carbon fiber”, odpowiednio przetworzony, ma większość zalet stali, będąc zarazem lżejszy i odporniejszy na ścieranie. Z włókien węglowych tworzone są powierzchnie toczne, obudowy, skrzydła samolotów i elektrowni wiatrowych, eksperymentuje się z ich wykorzystaniem w budownictwie. Każdorazowo powraca jednak kwestia późniejszej utylizacji: co począć z „niezniszczalną” substancją?

Technolodzy z Washington State University zaproponowali rozwiązanie: zmielone, sproszkowane włókna węglowe mogą być dodawane do betonu jamistego, substancji używanej do odsączania wody pochodzącej z gwałtownych opadów deszczu. Beton jamisty już dziś używany jest jako nawierzchnia placów i parkingów – miejsc, gdzie odporność na ciężar nie jest kluczowa, a które w przypadku obfitych opadów generują kolosalne ilości deszczówki. Po dodaniu do cementowej mieszanki włókien węglowych możliwe będzie budowanie „przesączalnych” szos i pasów startowych.

Żarcik o tym, że ktoś pracuje jako „mechoptyk”, czyli „chałupy mchem optyka”, może powoli stracić na swoim uroku: w epoce ekologicznej troski mech, czyli roślina zdolna do fotosyntezy, wychwytująca dwutlenek węgla z powietrza, a zarazem nie przybierająca określonego kształtu, elastyczna, nie posiadająca typowych łodyg czy gałęzi, które łatwo złamać, może się okazać niezastąpionym surowcem.

Mech pojawiał się w wielu realizacjach urbanistycznych i architektonicznych w ciągu ostatniego roku: obsadzano nim fasady domów jednorodzinnych, wznoszono „oczyszczacze powietrza” w centrach szczególnie narażonych na smog miast. Na naszych oczach jednak stał się również częścią prawdziwej mechatronicznej hybrydy: opon 3D oczyszczających powietrze, zaprezentowanych przez koncern Goodyear podczas targów motoryzacyjnych w Genewie.

„Oxygene tyre” jest rewolucyjna pod kilkoma względami: jest bezdętkowa, drukowana w systemie 3D, a zatem „w jednym kawałku”; ma umieszczone na obwodzie bocznej ścianki diody, które mogą służyć do sygnalizowania zmian kierunku ruchu lub sygnał alarmowy. Zasilane jednak będą… właśnie z energii, płynącej z fotosyntezy. Produkować ja będzie mech, umieszczony w ściankach opony – który wychwytywać będzie zarazem wilgoć z nawierzchni i nadmiar CO2 w powietrzu.

Zaiste, jeszcze trochę, i wymarły zawód stelmacha, czyli producenta drewnianych obręczy kół, znów stanie się modny..

Wśród wielu wyzwań późnej nowoczesności i demograficznego boomu nie bez znaczenia jest kwestia delikatna i bardzo wymierna zarazem: gdzie ludzkość ma chować swoich zmarłych? Dawniej na przestronnej, nieobjętej ziemi nie brakowało miejsca na ciche, urocze, wiejskie cmentarzyki; w miastach wznoszono potężna grobowce. Z czasem zaczęły się przyjmować kolumbaria na spopielone zwłoki, groby zdemokratyzowały się i na parcelach metr na dwa nie wznoszono już barokowych pałaców. Ale okazało się, że nawet takie ograniczenia nie wystarczają.

W tej sytuacji zaroiło się od ekscentrycznych, prędzej czy później urągających dobremu smakowi i szacunkowi dla naszych przodków mód – od „rozsypywania prochów na wiatr” do wykorzystywania ich jako budulca czy składnika najdziwniejszych przedmiotów mających służyć kultywowaniu pamięci o zmarłym – od ramki na zdjęcie do doniczki. Można jednak postąpić prościej, wygospodarować dodatkową przestrzeń nie naruszając tabu: tak właśnie postąpiły władze Jerozolimy planując „drugi” cmentarz niemal dokładnie pod pierwszym.

Jest on budowany (kopany) ponad 50 metrów pod największym cmentarzem Jerozolimy - Har Hamenuchot W kilometrowym tunelu zmieścić się mają ponad 22 tysiące grobów. W kraju, gdzie kremacja zakazana jest ze względów religijnych, to jedyne rozwiązanie.

Na świecie nie ustaje wyścig w poszukiwaniu materiałów izolacyjnych które byłyby, po pierwsze, z odpowiednim, ekologicznym rodowodem, po wtóre – niepalne. W przypadku wielu produktów udaje się opóźnić ich czas zapłonu, zwykle jednak liczy się on w najlepszym razie w minutach, zwłaszcza, jeśli znajdą się w pobliżu źródła otwartego ognia. Ekologiczny rodowód też pozostawia wiele do życzenia: w ogromnej większości przypadków mamy do czynienia z syntetycznymi węglowodorami, produktami przeróbki ropy naftowej; nieco inaczej ma się sprawa z watą szklaną, w tym przypadku jednak wyjątkowo długo trwa proces rozpadu, niezniszczone zaś strzępy waty są groźne dla ludzi i zwierząt.

Południowoamerykańskie środowiska budowlane szaleją tymczasem na punkcie produktu o nazwie handlowej „Thermoroot”: według informacji chilijskiej firmy Rootman, która opatentowała ten produkt przed dwoma laty, głównym składnikiem elastycznych mat izolacyjnych są splątane korzenie kiełkowanych w hodowlach hydroponicznych przez 2 do 3 tygodni ziaren owsa lub jęczmienia; po tym czasie „kożuch” korzeni jest wysuszany i prasowany. Powstały w ten sposób „filc roślinny” nie podlega rozkładowi, posiada właściwości izolacyjne nie gorsze od waty szklanej czy krzemionkowej, a przede wszystkim – ulega zapłonowi dopiero po upływie kilkudziesięciu minut. Sprzedaż Thermoroot w Ameryce Południowej rośnie w szybkim tempie, choć nie wiadomo jeszcze, jak na nowe wyzwanie zareaguje lobby browarnicze.

Im bliżej równika, tym bardziej opłacalna staje się instalacja paneli słonecznych, to jasne. W Sudanie Południowym brak na razie pokoju i „klimatu inwestycyjnego”, ale już w Egipcie można sobie pozwolić na tego rodzaju przedsi ęwzięcia. A nasłonecznienie na Saharze Wschodniej należy do najlepszych w świecie.
Benban Solar Park zaczyna się dopiero rozbudowywać. Rządowe kredyty w wysokości 1,8 bln USD w większości spłynęły i pozwoliły na zamianę 140 ha pustyni w plac budowy. Kiedy elektrownia słoneczna osiągnie swoją pełną moc, zaspokoi, za sprawą blisko 2 GW, co najmniej jedną piątą potrzeb kraju.
Projekt wygląda na przemyślany: rząd dołożył większość, elektrownia wznoszona jest tak racjonalnie, że prywatni inwestorzy zainteresowani są wykupem części udziałó w. Ekolodzy jednak biją na alarm: wyłączenie pokaźnego, „jak okiem sięgnąć” obszaru z normalnego obiegu wilgoci/suszy i wysokich/niskich temperatur może zakłócić stosunki ekologiczne w regionie. Zwierzęta i rośliny, nawet saprofity, nie znoszą dodatkowego zaciemnienia. Ile kosztować będzie rekultywacja terenu po znalezieniu nowych, bardziej ergonomicznych źródeł energii?

„Boring Company” – tak, ta nazwa brzmi przewrotnie. Ale jeśli uświadomić sobie, że firma ta stoi za podróżą z Manhattanu do centrum Waszyngtonu w niespełna pół godziny…
Oczywiście, zanim tak się stanie, minie kilka lat. Ale Elon Musk udowadnia że nie brakuje mu zarówno kapitału, jak – co nieco bardziej niepokojące – brawury w zastępowaniu państwa lub działaniu niejako obok niego. Wizjoner, dyskutujący kwestie podróży na Marsa oraz „zlewania się” ludzkiej i sztucznej inteligencji, otrzymał właśnie zgodę władz stanowych na rozpoczęcie odwiertu i budowy tunelu w dystrykcie Waszyngton. Znamy dokładny adres stacji początkowej: dźwigi stanęły przy 53 New York Avenue NE, na tyłach jednego z największych stołecznych McDonald’sów. Od dłuższego czasu prace wiertnicze trwają już w stanie Maryland, w pół drogi między wybrzeżem a Waszyngtonem, gdzie budowany jest 15-kilometrowy tunel pod autostrada międzystanową.

Hyperloop nadciąga. Zanim trafi do Europy Środkowej, minie jeszcze dekada – ale warto już dziś sprawdzić, czy nasz projekt domu jednorodzinnego uwzględnia odpowiednio głębokie fundamenty.

Problem zanieczyszczenia wód nie tylko podskórnych, lecz i głębiej położonych jest dziś powszechny: jak nie podejrzewane o rakotwórczość pestycydy, z osławionym Roundupem na czele, to nawozy, jak nie nawozy, to przesączające się substancje ropopochodne.. Jeśli ktoś nie dokopie się do pokładów artezyjskich (a i te należy dogłębnie sprawdzić), a pragnie czerpać wodę na potrzeby domu jednorodzinnego na własnej działce, musi długo zastanowić się, po jakie filtry sięgnąć: zanieczyszczenia mechaniczne wychwycić łatwo, chemiczne i biologiczne przenikają przez większość filtrów. Posunięcie radykalne, czyli filtracja osmotyczna jest zaś tak kosztowna, że taniej wychodzi już doprowadzić wodociąg..

Nowe odkrycia badaczy stwarzają nadzieję – nie tylko dla mieszkańców Afryki i innych pozbawionych wody pitnej obszarów, lecz i dla właścicieli domów jednorodzinnych, którzy mają kłopot ze studnią. Rozwiązaniem może się okazać nowy typ membrany: tzw. MOF, czyli metaloorganiczna struktura, wychwytująca już dziś jony metali,a w niedalekiej przyszłości – wielu „zadanych” związków chemicznych.

Dość ironicznie brzmi natomiast fakt, że nowa technologia doskonalona jest nie tyle z myślą o powiększeniu zasobów dostępnej wody pitnej, co o pozyskiwaniu w nowy sposób jednego z najcenniejszych metali. Nie, nie złota: w świetle zbliżającej się wielkimi krokami rewolucji energetycznej i przechodzenia na rozwiązania wymagające akumulatorów zawrotnie rośnie zapotrzebowanie na lit, niezbędny składnik wszelkiego rodzaju baterii. Nie każdy może liczyć na jego złoża pod własnym trawnikiem, ale może nową technologię uda się jednak zastosować…