اختراعاتی که می توانند کره زمین را از خطر نابودی نجات دهند بخش دوم

اختراعی که به وسیله آن می توان دود آلوده خارج شده از اگزوز خودرو ها را بدل به محصولاتی کرد که در هنرهای بصری مورد استفاده قرار می گیرند

اگر از جمله کسانی باشید که به نقاشی کشیدن، نوشتن و خلق آثار این چنینی علاقه دارند، با استفاده از این اختراع جدید علاوه بر این که قادر خواهید بود آثار هنری خود را خلق کنید، در کنار آن آلودگی هوا را نیز تا حدودی کاهش خواهید داد؛ آلودگی ای که بنا به آخرین اطلاعات منتشر شده توسط سازمان جهانی سلامت، خطرناک ترین تهدید بیرونی برای سلامت انسان و نیز محیط زیست است و سالانه به طور میانگین نزدیک به 6.5 میلیون نفر، به واسطه قرار گرفتن در معرض این گونه آلودگی ها جان خود را از دست می دهند که در نوع خود رقم قابل توجهی است.

انیرود شارما، مهندسی است که به دنبال راهکار و راه حلی برای کمتر کردن این گونه آلودگی ها می گشت و در نهایت قادر به اختراع روشی شد که به واسطه آن فرد قادر خواهد بود کربن موجود در دود آلوده خارج شده از اگزوز خودرو ها را بازیافت و مورد استفاده های دیگر قرار دهد. دستگاه اولیه ای که انیرود به همراه تیم تحقیقاتی اش ساختند این امکان را به وجود می آورد که حدود نود و پنج درصد از کل کربن (کربنی که در این حالت معمولا شکل دوده به خود می گیرد) موجود در دود آلوده خارج شده از اگزوز خودرو ها (و نیز دودی که سایر موتور های سوختی آن را وارد جریان هوا می کنند) را بدل به جوهر و یا رنگی کرد که برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار بگیرد. انیرود بر محصول نهایی حاصل از این فرایند نام «Air-Ink (جوهر هوا)» را نهاده است.

حبابی از جنس آب که به عنوان جایگزینی برای کیسه های پلاستیکی ساخته شده و مصرف خوراکی دارد

آمار و ارقام استفاده سرانه کیسه های پلاستیکی در جهان سر سام آور است: در هر دقیقه حدود یک میلیون کیسه پلاستیکی در نقاط مختلف جهان خریداری و توسط افراد استفاده می شود. رودریگو گارسیا گنزالس شخصی است که راهکاری برای این مسئله پیدا کرده است. تکنیک و روشی در آشپزی حرفه ای وجود دارد که از آن تحت عنوان «کروی ساختن ذرات آب (Spherification)» یاد می شود و همان گونه که از نام اش بر می آید، با به کار بستن این روش ذرات آب شکل کروی به خود می گیرند. گارسیا گنزالس از این روش بهره گرفته است و به واسطه آن یک توپ کوچک یخ زده از آب را با ماده دیگری که از جنس عصاره جلبک دریایی است کاملا پوشش داده و از این عصاره به عنوان پوسته ای برای آب یخ زده خود بهره گرفته است. نتیجه این ایده خلاقانه یک حباب نسبتا کوچک آبی می شود که حالتی ژلاتینی به خود گرفته است و می توان از نمونه های بزرگ تر آن به عنوان جایگزینی برای کیسه های پلاستیکی بهره گرفت. نکته جالب توجه در خصوص این اختراع خلاقانه گارسیا گنزالس این است که این محصول مصرف خوراکی دارد و پس از استفاده به جای دور ریختن می توان آن را خورد؛ اگر هم در محیط زیست و آب دریا ها ریخته شود ضرری را متوجه جانداران دیگر نخواهد کرد.

اختراعاتی که می توانند کره زمین را از خطر نابودی نجات دهند بخش اول 

دستگاهی که زباله های پلاستیکی شناور در آب های آزاد را جمع آوری می کند

پیش از این و در بخش نخست همین مقاله اطلاعاتی در خصوص سطلی داده شد که قادر به جمع آوری زباله های موجود در آب های آزاد بود. حال قصد داریم شما را با اختراع دیگری در این حوزه آشنا کنیم. بویان سالت شخصی است که این اختراع به نام او ثبت شده است. بویان از دانشگاه محل تحصیل خود انصراف داد تا تمامی وقت خود را صرف اختراع جدید اش کند؛ اختراعی که به وسیله آن می توان پلاستیک های موجود و شناور در آب های آزاد را جمع آوری کرد. در حال حاضر این اختراع بویان به عنوان یکی از وسایل اصلی طرحی به شمار می رود که هدف از پیاده ساختن آن، جمع آوری زباله های موجود در آب های اقیانوس آرام  بوده است. در حال حاضر نزدیک به 1.8 تریلیون تکه پلاستیک در آب های آزاد شناور است؛ تکه هایی که به وسیله جریان آب وارد نقاط مختلف شده اند. دستگاهی که توسط بویان سالت اختراع شده است، در حقیقت یک لوله بسیار بزرگ و شناور است که می تواند پلاستیک های شناور در آب را به سمت خود کشیده و در محفظه هایی به خصوص جای دهد. این لوله ثابت نیست و به گونه ای طراحی شده است که به همراه موج های آب حرکت کند (البته لنگر هایی هم برای ثابت نگاه داشتن آن در مواقع ضروری تعبیه شده است). در نهایت پلاستیکی که توسط این لوله جمع آوری می شود، به وسیله قایق های موتوری به سمت خشکی برده می شوند.

دستگاهی که به وسیله آن می توان لاستیک ها را بازیافت کرد

معمولا برای خلاصی از زباله هایی چون لاستیک، مجبور به آتش زدن آن ها می شوند، چرا که تخریب پذیر نیستند و زمان قابل توجهی لازم است تا تجزیه شوند. آتش زدن لاستیک موجب به وجود آمدن ترکیبات شیمیایی و بسیار خطرناکی به شکل دود می شود که آب، خاک و هوا را به شدت آلوده می کند و خطری جدی برای محیط زیست به شمار می رود. حال دستگاهی اخترع شده است که امکان بازیافت کرده این لاستیک ها را فراهم می کند و به جای انباشتن و سوزاندن آن ها، می توان با استفاده از این دستگاه به تکه های بسیار کوچک لاستیک تجزیه شان کرد و از این تکه ها برای ساخت محصولات گوناگونی چون چمن های مصنوعی بهره گرفت.

طرز کار دستگاه این گونه است که ابتدا لاستیک را به قطعات کوچک تری بدل می کند و سپس این تکه های کوچک وارد روزنه های دیگر دستگاه شده و کوچک تر و کوچک تر می شوند تا در نهایت بتوان از آن ها در ساخت محصولات دیگر بهره گرفت. نکته دیگری که در خصوص این دستگاه وجود دارد این است که هر گونه ناخالصی موجود در لاستیک ها را نیز (فلز و یا هر ناخالصی دیگر) جدا کرده و بنا بر این لاستیک های کوچک به دست آمده کاملا خالص و قابل استفاده خواهند بود.

تولید محصولات غذایی و کشاورزی به وسیله فضولات جانداران آب زی

آکواکالچر نامی است که به انگلیسی به پرورش ماهی و آکواریم اطلاق می شود؛ هیدروپونیک نیز نامی است که برای کشاورزی بدون استفاده از خاک یا به عبارت دیگر کاشت محصولات کشاورزی در محلول های دیگر مورد استفاده قرار می گیرد (معادل فارسی آن آب کشت است). در حال حاضر روش جدیدی اختراع شده است که به واسطه آن می توان با استفاده از فضولات جانداران آب زی (که در محیط مصنوعی پرورش داده می شوند، حوضچه یا آکواریوم)، گیاهانی را پرورش داد. این گیاهان در نهایت آب محل زندگی این جانداران آب زی را پاکیزه نگاه خواهند داشت. نامی که برای این روش تازه انتخاب شده است، آکواپونیک نام دارد که ترکیبی است از دو نامی که در ابتدای متن همین مورد عنوان شد.

این روش تازه اختراع شده می تواند نقشی مهم و اساسی در تولید محصولات طبیعی و ارگانیک داشته باشد: با استفاده از این روش می توان به جای ریختن فضولات جانداران آب زی در آب های آزاد و آلوده کردن این آب ها، آن ها را برای پرورش و تولید محصولات غذایی مورد استفاده قرار داد. فایده دیگری که استفاده از این روش دارد این است که آب را نیز از آلودگی پاک کرده و مصرف آب مورد نیاز برای حوضچه ها را به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد. تصویری که مشاهده می کنید متعلق به نخستین منبع پرورش محصول آکواپونیک در کانادا است.

دستگاهی که بازمانده های غذا را به انرژی مورد نیاز برای فعالیت اجاق گاز بدل می کند

دستگاه دیگری که قصد داریم مورد بررسی قرار دهیم این قابلیت را دارد که با استفاده از بازمانده غذا ها و مواد خوراکی و نیز فضولات جانداران مزارع و جانوران دامی، انرژی تجزیه پذیر و پاکیزه ای تولید کرد و آن را برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار داد. نام این دستگاه «زیست گاز خانه (Home Biogas 2.0)» است (تصویری که مشاهده می کنید متعلق به همین دستگاه است) و به طور مستقیم به اجاق گاز موجود در خانه متصل می شود. تنها مسئله ای که در خصوص استفاده از این دستگاه منحصر به فرد وجود دارد این است که باید در شرایط آب و هوایی نسبتا گرمی باشید که بتوانید به طور بهینه از آن بهره بگیرد و این منبع سوخت رسانی را در خانه خود داشته باشید (میانگین دمای هوا در طول شبانه روز باید نزدیک به بیست درجه سیلسیوس یا شصت و هشت درجه فارنهایت باشد).

پس از نصب دستگاه، تنها کاری که لازم است انجام دهید، قرار دادن بازمانده های غذا و فضولات دامی در چاهکی است که روی قسمت فوقانی آن در نظر گرفته شده است. این غذا یا فضله دامی به داخل محفظه به خصوصی در دستگاه می افتد و سپس سایر فرایند های مربوط به تبدیل آن ها به انرژی و سوخت آغاز می شود. طرز کار این دستگاه به این صورت است که حرارت نور خورشید را دریافت کرده و به وسیله آن باکتری به خصوصی که در مخزن دستگاه جای دارد، فعال شده و شروع به کار می کند و بازمانده های غذا و فضولات دامی را بدل به زیست گاز می کند. گاز حاصل از این فرایند در مخزن دیگری که برای ذخیره آن تعبیه شده است، جای گرفته و با فشار بسیار اندک و به مرور زمان به سمت اجاق گاز آشپزخانه روانه می شود.

 هواپیما های بدون سرنشینی که درخت می کارند

به جرأت می توان گفت که درختان مهمترین نقش را در بقای محیط زیست ایفا می کنند: گاز های گلخانه ای مضر برای هوا را در خود ذخیره می کنند، آب و هوا را تصفیه می کنند و کربن و سایر ترکیبات مضر را از آن ها جدا می کنند، غذا و سرپناه برای موجودات و انسان تأمین می کنند و به طور کلی عامل اصلی بقای اکو سیستم یا زیست بوم ها هستند. متأسفانه اما در هر دقیقه در سراسر جهان، به اندازه مساحت بیست و هفت زمین فوتبال درخت از دست می دهیم (آتش سوزی جنگل ها، خشکی، قطع درختان و عوامل این چنینی سبب این مسئله هستند).

این مسئله باعث شد تا یک شرکت مهندسی فعال در بریتانیا (شرکتی با نام زیست کربن (Bio Carbon)) اقدام به ساخت هواپیما های بدون سرنشینی کند (drone) که وظیفه کاشت درخت را به عهده گرفته و تا حدودی خسارت وارد آمده بر زمین را جبران کنند. طرز کار این هواپیما های بدون سرنشین به این صورت است که ابتدا مکان های مناسب برای کاشت درخت را شناسایی کرده و سپس خود را در ارتفاع دو متری سطح زمین جای گیر می کنند. پس از آن دانه های درختان را با سرعتی بر روی زمین پخش می کنند که در عمق مناسب برای رشد قرار بگیرند.

توربین های بادی غول آسایی که شبیه به درختان نخل اند

باد، منبعی عاری از هر گونه آلودگی و تجدید پذیر از انرژی است و به صورت تئوری می توان عنوان کرد که تنها با استفاده از همین انرژی حاصل شده از باد، می توان تمامی مصارف بشری را تأمین کرد و از هر گونه انرژی دیگر بی نیاز شد، البته این تئوری تنها در صورتی قابل عملی شدن خواهد بود که فضای بسیار بزرگی در اختیار داشته باشیم، چرا که به تعداد زیادی توربین بادی احتیاج خواهیم داشت. گزینه دیگری که در این خصوص پیش روی ما قرار دارد (به جز ساخت تعداد زیادی توربین بادی) این است که توربین های بادی غول پیکری بسازیم (توربین های بادی ای که ارتفاع شان از برج ایفل بلند تر باشد) که ده برابر توربین های بادی حال حاضر قدرت داشته باشند.

در حال حاضر گروهی از مهندسان در حال کار کردن بر روی همین مسئله هستند و قصد دارند توربین های بادی غول پیکری بسازند که تنها طول تیغه هاشان به چیزی حدود دویست متر خواهد رسید. البته نکته ای که در این خصوص اهمیت پیدا می کند، این است که چنین حجم بزرگی باید به گونه ای طراحی شود که قابلیت تحمل فشار باد در ارتفاع بالا را داشته باشد، به همین خاطر است که این مهندسان، قصد دارند این توربین ها را به گونه ای طراحی کنند که شبیه به درختان نخل، به هنگام وزش باد خم شوند تا قادر به تحمل فشار ناشی از آن باشند. بنا بر این طراحی این توربین های بادی غول پیکر به گونه ای خواهد بود که بتوانند حتی فشار ناشی از طوفان ها را نیز تحمل کنند.

ماهواره هایی که نشتی گاز متان را شناسایی می کنند

بعضا شکستگی ها و آسیب دیدگی هایی در لوله هایی که حامل گاز متان هستند پدید آمده و سبب نشتی پیدا کردن این گاز خطرناک برای محیط زیست می شوند. نکته ای که در خصوص گاز متان وجود دارد این است که بی بو است و قابل مشاهده نیست، بنا بر این، در صورتی که به بیرون نشت پیدا کند، این امکان وجود دارد که برای ماه های متوالی به نشتی ادامه دهد و کسی هم نتواند از این مسئله آگاهی بیابد. گاز متان، برای محیط زیست بسیار خطرناک است و تا چیزی حدود هشتاد برابر گاز کربن امکان ذخیره کردن حرارت در خود را دارد. و اما راهکاری که برای این مسئله در نظر گرفته شده است فرستادن یک ماهواره با نام «متان ست (Methane SAT)» به فضا است که هر گونه نشتی در نقاط مختلف را روی نمایشگر های به خصوص نشان خواهد داد.

دستگاهی که به وسیله آن می توان دمای صخره های مرجانی را کاهش داد و از خطر نابودی آن ها جلوگیری کرد

همان گونه که می دانید، به واسطه تغییرات اقلیمی و آب و هوایی شکل گرفته در کره زمین، حرارت به مرور در حال بالا رفتن است و پیش از هر چیز دیگری، این صخره های مرجانی هستند که به واسطه این بالا رفتن حرارت در معرض تهدید نابودی قرار می گیرند، چرا که قابلیت تحمل حرارت های بالا را ندارند و از بین می روند. مو احسانی، مهندسی است ساکن در آریزونا و برای این مسئله راهکاری اندیشیده است و در حال طراحی دستگاهی متشکل از یک لوله و یک پمپ یا تلمبه است و به وسیله آن می توان آب سرد تر موجود در بستر اقیانوس ها را به قسمت فوقانی آب و جایی که صخره های مرجانی در آن قرار گرفته اند منتقل کرد و بدین صورت دمای آن ها را پایین تر آورد. ایده اصلی مو احسانی این است که انرژی مورد نیاز برای این پمپاژ کردن آب به سمت بالا را از حرکت موج های دریا تأمین کند و در صورت عملی شدن این ایده خلاقانه، کمک شایانی به حفاظت از صخره های مرجانی خواهد کرد.

آنزیم های تجزیه کننده پلاستیک

اگر این روندی که پیش گرفته ایم را تغییر ندهیم و همین مسیر را ادامه دهیم، تا سال 2050، نزدیک به دوازده میلیارد تن، زباله پلاستیکی روی کره زمین خواهیم داشت و این آمار بسیار نگران کننده است. گروهی از محققان ژاپنی البته راهکاری برای این مسئله پیدا کرده اند که تا حدودی از نگرانی های موجود خواهد کاست: این محققان آنزیمی جهش یافته اختراع کرده اند که با نام PETase شناخته می شود و در صورت استفاده تنها ظرف چند روز قادر خواهد بود زباله های پلاستیکی را تجزیه کند؛ فرایندی که در حالت عادی صد ها سال زمان می برد. البته نکته ای که در این خصوص وجود دارد این است که آنزیم های جهش یافته قادر به از بین بردن کلی پلاستیک نمی باشند و تنها می توانند آن را به مواد اولیه تشکیل دهنده اش تجزیه کنند که برای بازیافت پلاستیک مناسب خواهد بود.

صفحه های تأمین انرژی آینده

صفحه های خورشیدی ای که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند، بر روی پشت بام ها و یا زمین های آزادی قرار می گیرند که قابلیت جذب نور خورشید را بهتر از هر جای دیگری داشته باشند. اخیرا دانشمندان در حال انجام دادن تحقیقاتی هستند مبنی بر این که آیا عملی شدن این ایده قابل تصور است که از صفحه هایی استفاده کرد که به جای نور خورشید منبع دیگری برای تأمین انرژی داشته باشند؛ منبعی چون قطرات باران. یا این که صفحاتی که بر سطح جاده ها نصب شوند (تصویری که مشاهده می کنید متعلق به نمونه های آزمایشی همین صفحات است) و انرژی مکانیکی حاصل از عبور و مرور خودرو ها را به انرژی های دیگری بدل کنند. البته این تحقیقات هنوز در مراحل ابتدایی خود به سر می برد.