你可能不知道因人類發(fā)展太快，沙子都可能快不夠用了！

自古以來，沙子似乎是無限供應(yīng)的東西之一。它一直是數(shù)量不計其數(shù)的象征。但幾千年來，事情仿佛發(fā)生了變化：我們正在耗盡這些東西。沙子很像石油，形成需要花費很多時間，而且不能更新。沙子實際上是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。它是混凝土、磚塊、石膏、玻璃和微芯片中的關(guān)鍵成分。更重要的是，開采更多的沙子是在破壞世界各地的生態(tài)系統(tǒng)。

我們離不開沙子，人類也越來越多地意識到沙危機(jī)并試圖解決這個問題，學(xué)會以更聰明的方式使用更少的沙子。沙不是由其成分決定的，而是由其顆粒的大小決定的，這些顆粒比礫石小，大于淤泥。粗略地說，這意味著在2和0.06毫米之間。在這個范圍內(nèi)有很多種類，從猶他州沙丘上發(fā)現(xiàn)的半透明粉紅色到夏威夷海灘的黑色火山谷。

不同的種類適用于不同的應(yīng)用程序，但有一個需求使所有其他應(yīng)用程序相形見絀。我們開采的沙子中有百分之六十到百分之七十五會滿足我們對混凝土的渴望，并且相當(dāng)便宜，這就是為什么我們使用的材料是所有其他建筑材料總和的兩倍：每年約300億噸。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的帕斯卡爾佩杜齊說：“這足以在赤道周圍建造27米高的圍墻?！彼?014年撰寫了關(guān)于沙塵危機(jī)的報告。

混凝土主要由沙子和其表面積較大的礫石組成，有一點水泥和一些水混合在一起。大多數(shù)要求大而粗糙的沙粒，這樣有助于更好的結(jié)合在一起。因此，混凝土兼容沙的最佳來源是河床、海灘和近海海床。雖然需要費力地清除鹽和氯，但海底的沙子也起作用。在這些地方采砂可能會破壞環(huán)境。例如，在過去幾年中，印度尼西亞海島上的大部分沙子運往新加坡?lián)頂D的島嶼國家，在那里用于土地開墾項目。同時，印度尼西亞也擔(dān)心生態(tài)災(zāi)難。

我們的沙地危機(jī)是公地悲劇的典型例子，在這種情況下，不受限制地使用共同資源會導(dǎo)致需求壓倒供應(yīng)。然后，一個合乎邏輯的解決方案是建立并執(zhí)行關(guān)于可以開采多少沙子的規(guī)則，但說起來容易做起來難，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)。真正的解決方案是減少我們對沙子的需求，實際上，這意味著減少我們對混凝土的使用。我們不用修建新的公寓樓、橋梁、水壩、停車場等等，而是修復(fù)已經(jīng)存在的那些?；炷恋哪p常常以裂縫的形式出現(xiàn)，削弱了結(jié)構(gòu)，并使水侵入和腐蝕嵌入的金屬增強(qiáng)材料。

為了解決這個問題，荷蘭代爾夫特大學(xué)的Hendrik Jonkers開發(fā)了一種含有細(xì)菌的噴霧劑，產(chǎn)生可充當(dāng)填充物的碳酸鈣。理論上，混凝土也可能摻入細(xì)菌，當(dāng)暴露在空氣中時，它可能會彈開并愈合建筑物。但細(xì)菌不能修復(fù)超過一毫米寬的裂縫。此外，紐約賓漢姆頓大學(xué)的金仁瑞說：“許多物種無法在混凝土中長期存活，這種惡劣環(huán)境與漂白劑一樣堿性?！?/p>

金仁瑞認(rèn)為她有一個更好的主意：改用真菌。它們比細(xì)菌更堅韌，可以為混凝土提供更好的愈合添加劑。因此，在過去的兩年中，她和她的同事們進(jìn)行了關(guān)于真菌孢子是否可以在混凝土中生存并生產(chǎn)碳酸鈣填料的研究。篩選顯示有兩種菌株可以將其拉出。然而，一種基于真菌的混凝土修復(fù)產(chǎn)品還有數(shù)年之久。英國阿伯丁大學(xué)水泥專家穆罕默德·伊巴比說：“我們不能等那么久?！彼谘芯啃碌奶妓徕}驅(qū)除細(xì)菌種類，他說這些細(xì)菌為油井提供了優(yōu)勢，因為它們可以潛伏的時間比真菌長得多。他也在研究可以混入混凝土的微膠囊。當(dāng)它們破裂時，它們會釋放出能夠產(chǎn)生填料的化學(xué)物質(zhì)。

盡管如此，即便自愈混凝土成為現(xiàn)實，結(jié)構(gòu)最終也會變得非常糟糕，無法修復(fù)。專家們指出：為了消耗更少的沙子，我們可能需要徹底改變我們建造的方式。”切換到塊式混凝土建筑會降低我們對沙子的需求，但在我們進(jìn)入這個階段之前，必須進(jìn)行大量現(xiàn)實世界的迭代和測試。因此，在此期間或許至少應(yīng)該努力確定采砂規(guī)則。（科技新發(fā)現(xiàn) 康斯坦丁/文）

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