Африканские студенты создали первые в мире кирпичи из человеческой мочи
Любые естественные отходы – это ценное, экологически чистое сырьё, которое позволяет производить множество самых разных материалов. Так, отходы жизнедеятельности космонавтов можно превратить в источник питательных веществ и основу материалов для трёхмерной печати, а из коровьего навоза биохимики создают экоодежду и биопластик.
Теперь же команда молодых учёных из Кейптаунского университета в ЮАР представила технологию создания из человеческой мочи кирпичей.
Напомним, что классический метод предполагает обязательный обжиг брикетов в печах при температуре порядка 1400 градусов Цельсия. Такое промышленное производство не обходится без выбросов углекислого газа в атмосферу.
Между тем новым биокирпичам "выпечка" не требуется. Для их создания исследователи собирали мочу в мужских туалетах, после чего добавляли в неё песок и колонии бактерий, которые производят фермент под названием уреаза. Он вступает в реакцию с мочой и расщепляет её основной компонент – мочевину. Эта химическая реакция под названием микробное карбонатное осаждение приводит к образованию карбоната кальция (также известен как углекислый кальций, это основной компонент известняка).
Карбонат кальция "цементирует" материал в любой форме, будь то сплошная колонна, цилиндр или, как в данном случае, прямоугольный кирпич.
Отмечается, что все реакции протекают при комнатной температуре, а прочностью необычных кирпичей можно управлять. В среднем они "растут", как выражаются авторы работы, от четырёх до шести дней, чем дольше – тем прочнее получается конечный продукт.
"Когда мы начинали эту работу в прошлом году, нам удалось создать кирпич с твёрдостью 40% от твёрдости обычного известнякового кирпича. Всего несколько месяцев спустя мы удвоили этот показатель, просто позволив бактериям цементировать [материал] дольше", — рассказал научный руководитель проекта Диллон Рэндалл (Dyllon Randall) в интервью BBC.
Инженер также поделился некоторыми расчётами. По его словам, в среднем человек производит 200-300 миллилитров мочи за час. Для производства одного биокирпича по новой технологии требуется от 25 до 30 литров мочи. Иными словами, посетив туалетную комнату около ста раз, человек получит достаточно материала для создания одного экологически чистого кирпича.
Рэндалл также признался, что производственный процесс оказался довольно "пахучим", ведь в ходе переработки мочевины в качестве побочного продукта выделяется аммиак.
Однако уже через двое суток запах полностью устраняется. А создание и дальнейшее использование биокирпичей не представляет угрозу для здоровья людей, уточняют химики.
"Процесс, который мы используем на первом этапе, убивает все вредные патогены и бактерии, потому что мы работаем при чрезвычайно высоком уровне рН, который, как было показано, уничтожает почти всё", — добавил Рэндалл.
Кстати, это не первые эксперименты по созданию кирпичей из мочевины: подобные работы ранее проводились в США, но тогда учёные использовали синтетический материал, производство которого требует немалых затрат.
Природные же отходы исследователи применили впервые. Это не только экологически чистая и недорогая альтернатива, но и хороший способ хоть немного улучшить экологию нашей планеты.
Более того, новая технология потенциально может пригодится и в другой сфере. Моча, которую химики называют "жидким золотом", содержит большое количество азота, фосфора и калия, которые пригодятся для создания удобрений. В результате процесс коммерческого производства получится полностью безотходным: жидкость, которая останется после "выжимки" нужных соединений для твёрдых удобрений, послужит для "выращивания" кирпичей.
"Это пример того, как взять то, что считается отходами, и создать из этого несколько продуктов. Вы можете использовать тот же процесс для любого потока отходов. Речь идёт о переосмыслении вещей", — заключает Рэндалл.
Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали о новых способах создания экологичного бетона: первый позволяет утилизировать отходы тепловых электростанций, а второй превращает стены зданий в вертикальные сады. Что же касается утилизации других природных материалов, то опилки и крабовые панцири, полученные при производстве морепродуктов, пригодятся в создании съедобного пластика, а опавшие листья могут послужить для производства электроники.
