科学 2022-11-05 18:00 作者:思云科学评论:0    浏览:4056    

地上没有真正的废物,仅有不懂科学的眼睛 杨兴文 维也纳大学教授、博士生导师俾斯麦热爱生活,非常重视环保问题。全球气候每况愈下,引起俾斯麦高度关注,随时随地他都在思考,如何让全球气候转好? 大量砍伐树木,会消耗许多水资源,导致气候发生变化。树木有多种用途,全球超过40%的木材用来造纸。 纸有很多用途,几乎无处不在,无论出版书籍、打印资料,还是制作广告,都要用到纸。造纸需要砍伐大量树木,以致影响生态环境。 如果找到能够替代木材造纸的资源,就可以减少砍伐树木的数量。俾斯麦时刻都在考虑,希望找到理想的原材料,尽快开发出环保造纸法。 在维也纳大学放假后,俾斯麦和几个同事趁机出门旅游,盼望在旅途快乐地度过假期。在希腊南端的克里特岛浏览时,俾斯麦发现有成群结队的山羊在吃干草,开始停下脚步仔细观察。 在注视山羊吃草的同时,俾斯麦还看见地上有不少山羊留下的粪便,当即不知不觉地产生灵感,可以用动物粪便造纸。 “动物吃含有纤维素的低等级生物质,将物质咀嚼并暴露于胃内的酶和酸中,逐渐产生粪便。根据动物的不同,高达40%的粪便含有纤维素,恰好可以用来造纸。动物粪便容易得到,是造纸的很好资源。”俾斯麦对随行人员说,“我们需要对动物的粪便进行分析研究,以便得出造纸的新颖方法。” 俾斯麦突然萌生的想法,得到几个同事大力支持,立刻去商店买来塑料袋,开始在山上收集马、牛、羊和大象的粪便。 资料图片在热火朝天的忙碌下,他们很快收拾到不少动物粪便,随即带回维也纳大学,正式进行科学试验。 他们开发了便宜的工艺,并进行造纸的具体流程。 首先,他们用氢氧化钠溶液处理动物粪便,以便部分去除有机聚合物木质素及其他杂质,尤其是蛋白质和死细胞。木质素可以作为肥料或者燃料,进行二度利用。 其次,他们用次氯酸钠对得到的纸浆进行漂白,以去除剩余的木质素,并赋予纸浆白色。 接着,他们对纤维素进行轻微研磨,分解为造纸过程必需的纳米纤维。 随后,他们将纳米纤维通过管道,经过流浆箱喷到成形网的面上,网子的背面有真空箱吸收水分,把液体的纸浆慢慢地吸成有强度的湿纸,湿纸经过压榨辊挤压,贴在许多个烘缸上,等到湿纸彻底干燥后,在复卷机上折起来,就选出很好的纸。 他们还对马、牛、羊和大象的粪便进行试验,几种动物的粪便都可以用来造纸。 用动物粪便造出来的纸,既能够用于传统书写,也可以当作其它用途。用树类或者草类造纸,需要经过切碎、蒸煮、磨细、筛选、漂白及洗涤多个步骤。 用动物粪便造纸,动物咀嚼植物并用酸和酶进行攻击,已经在体内处理过纤维素,把半消化的纤维素转化为纳米纤维素,耗费的能量和化学物质更少,可以减少几个造纸步骤,低成本生产纳米纤维素,从而节约金钱、能源和化学物质。 和传统造纸法相比之下,用动物粪便造出来的纸,具有相同甚至更好的性能。 “放牧动物吃了很多草和别的植物,意味着它们的粪便里含有大量纤维素,含量最高可以达到40%,提取出来十分容易。”在接受采访时俾斯麦对记者说,“非洲公园里有成千上万头大象,世界各地更有无数牛羊农场,每天都要留下数以吨计的粪便,对于造纸完全不缺原材料。用动物粪便既能够廉价而环保地造纸,又可以很好地解决农业废弃物问题。” 从动物粪便里提取木质素用作燃料,从残渣中提取纤维素用来造纸,让废物变成有用的原材料,不仅减少对环境的污染,而且对人类发挥很大作用。 用动物粪便造纸是新颖环保技术,在世界上多个国家大力推广。地上没有真正的废物,仅有不懂科学的眼睛。当初似乎无用的东西,只要用科学的方法对待,就会变成有用的资源。

 
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