尿液塑造未来的10种方法

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人们通常对小便在促进人类发展中所扮演的角色并不怎么想,但答案可能会让您感到惊讶。科学家认为,尿液的使用可能与其供应一样多。随着技术的不断进步和我们对科学知识的不断增长,科学家正在寻找越来越多的方法来利用这一黄金资源来达到黄金时代。

10机器人之血

尿液塑造未来的10种方法

谁知道我们未来的霸主将由我们自己的膀胱提供动力?布里斯托尔机器人实验室的家伙创造了一颗人造心脏,可以为未来的机器人提供动力。

截止到2010年,全世界估计有860万台机器人,这些机器人在不同行业中使用并提供不同的功能。根据用途,传统上会给机器人充电太阳能,电池电量或电力。布里斯托大学的彼得·沃尔特斯(Peter Walters)和他的同事们走了一条稍微不同寻常的路线,创造了一种可以为小便池充电的机器人。

科学家们建造了一颗人造心脏,将调节量的人类尿液泵送到微生物发电厂,然后微生物分解尿液并将其转化为电能。这个人造心脏能够使用人类的尿液来运行名为“ EcoBot”的机器人。这些机器人以前已经能够在其他可生物降解的材料上运行,但这是首次使用泵送尿液的人造心脏将EcoBot保持动力。研究人员受到鼓舞,希望对这种撒尿的心脏进行改进,并希望看到这些以尿液为动力的EcoBots将来会被使用,尤其是在绿色项目中,例如监测污染。

9追踪气候变化

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蹄兔,在非洲当地人称为pelele,是的哺乳动物Hyracoidea秩序。非洲蹄兔小而毛茸茸,与豚鼠非常相似,大部分时间都在阳光下沐浴或吃草和叶子。乍一看,非洲蹄兔似乎不是一种非常特殊的动物-除了它的尿液将被证明是研究气候变化的重要工具外。

全家的岩石蹄兔往往会选择最喜欢的地方撒尿,它们的快干排放物通常会捕获特定时间段的人工痕迹(例如花粉,干枯的叶子和气泡),它们为气候变化提供了线索在那段时间内。法国蒙彼利埃大学的研究人员研究了这些干燥的尿液层,并将它们与关于我们过去气候变化的现有理论进行了比较。他们得出的结论是,尿液可以准确地讲述我们多年来的气候真正变化的故事,例如上一个冰河时代末期欧洲的冰川消退,以及地球变暖后形成的融化湖水。由于能够精确地记录我们过去的气候,研究人员希望岩蹄兔尿液将成为有用的工具,可以更好地预测未来的气候变化。

8水危机的解决方案

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尽管令人恶心,但我们已经对喝尿的图像有所保证。除了是熊·格里尔斯(Bear Grylls)在互联网上声名claim起之外,宇航员还经常回收载人的尿液,以在载人航天任务中淬灭自己。但是,科学家警告,喝尿可能不再是电视节目或航天飞机的专有领域。当我们的淡水供应以惊人的速度枯竭时,科学家们建议我们也应尽快开始治疗和饮用我们自己的尿液

美国国家研究委员会说,有了可以更便宜,更有效地治疗尿液的新技术,将其回收再利用可能是解决水危机的长期解决方案。虽然尿液自然地回到了我们的水库中,但要花很长时间才能回到我们的天然水系统中。直接处理污水系统中的尿液要比等待尿液返回我们的水域要快得多。该委员会甚至提出,与淡水相比,处理尿液的优势在于-回收尿液的健康风险可能大大低于从我们目前的水源中提取水的健康风险。我们甚至可以从我们的尿液中回收磷,尿液目前也正在减少。

我们已经开始看到经过重新处理的小便的未来。由于严重干旱影响了该州的许多城镇,得克萨斯州的Big Spring州已经采取了再处理尿液的方式,为27,000名居民提供饮用水。

7对抗污染

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根据联合国气象局的数据,我们的二氧化碳水平处于历史最高水平。2012年大气中的二氧化碳含量为393.1百万分之一(ppm),比2011年增加了2.2 ppm。据预测,2016年,该数字将达到惊人的400 ppm,远远超过科学家所说的350 ppm是安全二氧化碳水平的上限。

CO2是全球变暖的主要媒介,自然存在于地球上。但是,工厂活动和汽车排放等人类活动使我们的CO2排放量成倍增加,其速度超过地球母亲可以承受的速度。这使我们的星球以我们几乎无法跟上的速度变暖,融化了我们的冰川,使我们的湖泊干燥,这在我们眼前。值得庆幸的是,来自安达卢西亚的科学家发现,怪异的尿液和橄榄废水冲泡可以避免全球变暖。他们发现,这种奇特的鸡尾酒暴露在空气中可以吸收二氧化碳。

研究人员解释说,尿液中的每一个尿素分子都会产生1摩尔的碳酸氢铵和1摩尔的氨,然后从空气中吸收1摩尔的CO2,从而减少了我们过多的温室气体输出。当二氧化碳被吸收时,尿液会产生另一摩尔的碳酸氢铵,然后可用于给我们的农场施肥。橄榄废水的作用是防止尿液过时,最大程度地利用尿液,直到尿液中的气体饱和为止。这种独特的混合物可以策略性地安装在通常通过CO2排放的烟囱中。还可以添加特殊的填充和排空机制,以更方便地更换这种流体。

6小便驱动的智能手机

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现在, 约有一半的美国人使用智能手机。这些几乎可以做任何事情的高端手机不会很快消失,我们必须解决它们的能耗问题只是时间问题。

值得庆幸的是,布里斯托尔机器人实验室的Ioannis Ieropoulos博士正在工作。今年年初,他和他的团队开发了一种使用尿液为智能手机充电的方法。研究人员允许尿液通过将我们的小便分解为电能的微生物燃料电池(MFC),研究人员能够为移动电话供电足够长的时间,以发送消息,浏览Internet并进行简短的通话。

虽然这种尿液转化过程仍处于起步阶段,只能产生少量电能,但研究人员及其支持者对它的潜在未来价值感到乐观。比尔和梅利莎·盖茨基金会(Bill and Melissa Gates Foundation)为这项技术的进一步改进提供了资金,并希望通过小便驱动的智能手机,我们可以期待一个更卫生,更节能的未来。

5尿液动力车

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在过去的十年中,以氢等燃料而非化石燃料为燃料的替代汽车引起了公众的关注,大型汽车公司宣称未来将有可能推出低成本,污染少的汽车。但是,替代汽车似乎总是遇到问题,甚至无法将其推向市场。天然气在我们的宇宙中非常丰富,并且可以从水中提取,但由于需要大量的能量,因此很难大量生产氢气。

为了解决这个问题,俄亥俄州大学的Gerardine Botte博士设计了一种电解器,可以使用较少的能量从尿液中提取氢。Botte博士通过这项技术,已经实现了利用我们尿尿中的氢气为汽车供电的潜力。她解释说,由于氢与尿液的结合少于与水的结合,她的设计仅需要0.37伏特的能量(或不到AA电池能量的一半)即可从尿素中提取氢。另一方面,水要分离出氢,需要1.23伏特的强大能量。由于从尿素中分离出氢气所需的能量极少,而我们的尿液供应量仅为每人64盎司,因此依靠膀胱动力行驶的汽车的未来并非遥不可及。

4尿液中的脑细胞

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与普遍的看法相反,成年大脑确实会生长新细胞。但是,像帕金森氏病这样的神经退行性疾病破坏的脑细胞比我们创造的更多,从而导致某些可怕的症状,如痴呆和抑郁。这些使人衰弱的疾病的患者可以在哪里获得新的脑细胞以正常运作?来自中国的科学家相信他们可以撒尿。裴端青和他的科学家小组报告说,人体尿液可用于生长新的脑细胞

在他们的研究中,研究人员从三个不同供体的尿液样本中提取了细胞,并将其转化为神经祖细胞,即未成熟的脑细胞,最终变成了神经胶质细胞或神经元。然后使细胞生长并重新编程为不同的脑细胞,其中一些被制成能够产生神经冲动的实际成熟神经元。其他细胞生长成为星形胶质细胞和少突胶质细胞等支持性胶质细胞。然后将这些培养的​​脑细胞移植到新生大鼠的神经系统中。移植后一个月,尽管仍在研究与人脑现有电路的整合,脑细胞仍能保持活跃和活跃。

这种方法的最大好处是其道德优势。目前,科学家们正在考虑将胚胎细胞用于神经退行性疾病的治疗,但是许多赞成生命的团体反对使用它们。使用这种新方法,科学家可以从供体或患者身上采集尿液样本。改进此方法后,我们将获得更好,更快的神经退行性疾病治疗,该治疗简单,有效且符合伦理要求。

3火箭燃料

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由于荷兰拉德布德大学的科学家们已经开发出一种将尿液转化为火箭燃料的方法,因此我们下一次太空旅行可能会由便盆驱动。微生物学家迈克·杰滕(Mike Jetten)说,一种在没有氧气的情况下生长和生存的细菌可以将尿液中的氨转化为肼(一种火箭燃料)。

研究人员说,厌氧铵氧化(“ annamox”)细菌是这种惊人的自然壮举的原因。尽管细菌将氨转化为肼的能力已经成为微生物学家的常识,但Jetten及其团队最近才发现了转化过程中涉及的复杂过程,这为细菌的实际使用开辟了可能性。他们的发现鼓励太空计划在我们未来的太空任务中纳入对宏伟微生物的使用。每天在洗手间休息时都会产生数百万加仑的氨,因此科学家们希望能够从我们的尿液中有效地产生大量的火箭燃料。

由于像NASA这样的太空计划不断遭受着巨大的预算削减的困扰,这可能会阻碍突破性的太空任务,因此研究将尿液转化为火箭燃料的黄金想法可能是更经济高效地前往最后一个边境的答案。

2猪小便塑料

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猪尿是目前丹麦最令人恶心的难题。该国的2000万头猪每天生产一加仑和一加仑的尿液,环境对此也不太兴奋。幸运的是,一家名为Agroplast的公司为这种难闻的情况提供了独特的解决方案。尽管我们确实不希望将“猪尿液”和“塑料汤匙”这两个词结合使用,但Agroplast计划做到这一点。这家总部位于丹麦的公司旨在通过将尿液中的化合物转变成可用于汤匙和盘子的塑料前体,来最大程度地减少猪尿尿污染的麻烦。因为猪尿液本身没有任何用途,并且是处理的经济负担,所以用这种物质制成的塑料成为解决猪尿液造成的日益严重的污染的极具吸引力的解决方案。

生物塑料(由生物质来源制成的塑料材料)不是一个新概念。人们多年来一直使用植物油,玉米淀粉和植物纤维素来制造它们。然而,事实证明,生物塑料的生产成本要高于化石燃料。Agroplast声称,与其他生物塑料不同,将猪尿尿变成塑料的生产成本要比化石燃料塑料低三分之一。

1个自愈橡胶

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破损的玩具和轮胎漏气只是使用橡胶的一些缺点。这是一种方便拉伸且柔软的材料,可以模制成各种用途,但是当暴露于诸如热的某些环境下时,它很容易破裂。为了解决这些缺陷,法国物理学家路德维克·利勃勒(Ludwik Liebler)转向尿液创造了一项惊人的发明,该发明直接从科幻橡胶中自行治愈。

这种惊人的材料是通过将尿素和植物油混合而制成的。当分成两部分时,这种独特的橡胶可以简单地重新粘在一起,立即恢复其原始状态。利勃勒说,秘密在于植物油中的脂肪酸及其与尿素的反应,从而形成了一种由不均匀的分子系统组成的材料,这种材料不会结晶而变得坚硬。

这种材料的可能用途是无限的。自我修复的物品曾经只是科学幻想,而用这种神奇的物质制成的运动鞋,手套,钱包和轮胎等,实际上可能是技术上的突破性飞跃。由于尿液和植物油是可再生的并且易于获取,因此这种奇妙材料的批量生产不会有太大问题。随着法国化学公司阿科玛(Arkema)最近采用了这项创新,我们实际上可以在不久的将来拥有自我修复的产品。

 

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