作者:泉琳綜合報(bào)道 來源: 發(fā)布時(shí)間:2017-9-8 17:38:45
當(dāng)空氣變成墨水

 
隨著污染狀況的不斷惡化,霧霾現(xiàn)象不斷增加。不管是中國還是其他國家,都飽受空氣污染的迫害。早在2014年,世界衛(wèi)生組織就已經(jīng)將空氣污染定義為“環(huán)境與人類健康最大的單一威脅”。
 
根據(jù)《世衛(wèi)組織環(huán)境空氣質(zhì)量指南》,全世界約有92%的人口生活在空氣污染程度超出限值的區(qū)域,每年有近600萬人因空氣污染而死亡。而剛剛發(fā)表的《2017世界衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示,全球約有30億人仍然使用固體燃料(即木材、農(nóng)作物廢料、木炭、煤炭等)進(jìn)行取暖和烹飪。僅2012年,這種室內(nèi)空氣污染就造成了全球430萬人死亡。
 
“空氣污染已成為全世界城市居民生活中一個(gè)無法逃避的現(xiàn)實(shí)。”世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國環(huán)境組織發(fā)表的一份報(bào)告如是說。世界衛(wèi)生組織環(huán)境及社會公共健康部主管Maria Neira也表示,空氣污染比其他風(fēng)險(xiǎn)因素更能影響全球人類的健康狀況,情況遠(yuǎn)較之前想象的嚴(yán)重。
 
面對這樣嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí),世界各國都在想辦法減少空氣污染,但目前大多都只停留在限制排放方面。
 
不過,來自麻省理工學(xué)院的一位工程師腦洞大開,另辟蹊徑地想到了一個(gè)很有創(chuàng)意的點(diǎn)子——提取空氣中的污染成分,制成“空氣墨水”。
 
靈光乍現(xiàn)
 
出生于印度德里的Anirudh Sharma自小便飽受空氣污染的“毒害”。“在酷熱的夏日,如果你拿手帕擦拭皮膚,手帕就會變得烏黑。”回憶起曾在德里度過的“可怕”時(shí)光,Sharma如是說。
 
在成為計(jì)算機(jī)研究人員并就職于麻省理工學(xué)院流動界面實(shí)驗(yàn)室之后,他更加深知空氣中的顆粒物對人體造成的危害有多大。雖然身在美國,但是Sharma始終沒有忘卻那被霧霾深深籠罩的灰蒙蒙的故鄉(xiāng)。
 
2013年,Sharma在印度孟買生活了一段時(shí)間,當(dāng)時(shí)一樁不起眼的小事激發(fā)了他的靈感。他發(fā)現(xiàn),自己穿的衣服經(jīng)常被機(jī)動車排放出來的尾氣熏黑,剛換的干凈襯衣不到中午就變了色。
 
城市污染的程度如此之深,讓他倍感煩惱。與此同時(shí),一個(gè)全新的想法浮現(xiàn)在Sharma的腦中:“如果我們可以巧妙地回收這些造成世界污染的碳煙,是不是能將它們轉(zhuǎn)變成像墨水一樣的顏料,讓其他東西變美呢?”他回憶道。
 
于是,他很快找到實(shí)驗(yàn)室的小伙伴,共同成立了一個(gè)隸屬于麻省理工學(xué)院的、旨在研究“空氣墨水”的實(shí)驗(yàn)室——Graviky Lab。
 
所謂“空氣墨水”,就是由污染空氣的顆粒物質(zhì)制成,也就是日常生活中我們看到的從汽車排氣管、煙囪、發(fā)電機(jī)等各處排出的未燃碳煙灰。
 
不過,將廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎玫哪,遠(yuǎn)沒有想像的那么簡單。剛開始,Sharma選用蠟燭燃燒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。研究人員先通過燃燒蠟燭產(chǎn)生污染源空氣,然后用一個(gè)小裝置進(jìn)行收集;隨后用模擬的真空泵擠走周圍的空氣,讓不完全燃燒產(chǎn)生的、以碳為主的黑色物質(zhì)與空氣分離,再將黑灰泵入小盒子里;接著再混合酒精含量較高的伏特加、少量橄欖油,制成了較為原始的“墨油”。
 
Sharma用這種粗制的“墨油”打印出了字,這更加堅(jiān)定了他最初的想法——將大量的廢氣轉(zhuǎn)化成另一種無害的東西是可行的。
 
變廢為寶
 
不過,實(shí)驗(yàn)只是理念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的第一步。
 
要想讓廢氣變成墨水,實(shí)驗(yàn)室里的簡陋裝置可遠(yuǎn)遠(yuǎn)不行。在之后的3年中,Sharma及其團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗與反復(fù)試驗(yàn),終于找到了解決的辦法。這是一種基于電化學(xué)處理汽車尾氣的方法,依據(jù)這一方法,Sharma及其團(tuán)隊(duì)還發(fā)明出了一種有效裝置——Kaalink。
 
據(jù)介紹,把Kaalink安裝在汽車的排氣管出口,發(fā)動引擎時(shí)所產(chǎn)生的空氣經(jīng)過此裝置會直接過濾,其中產(chǎn)生的顆粒灰塵等物質(zhì),會被攔截在裝置中。僅僅45分鐘,Kaalink就可以收集能制成1液盎司墨水的污染物原料,足夠制作一支“空氣墨水”馬克筆。
 
在完成原碳及煙灰的收集后,Kaalink上的提示燈會由藍(lán)變紅。隨后,研究人員會經(jīng)過一系列專利工藝處理,以去除其中的重金屬和致癌物,最終生成精煉的富碳色素。
 
由此生產(chǎn)出來的碳便可用于制作不同類型的墨水和顏料,或者生產(chǎn)出各種不同口徑的馬克筆。
 
當(dāng)然,Kaalink裝置不僅僅能安裝在汽車上,改變大小后其還可以被安裝到輪船、煙囪、磚窯以及起重機(jī)等上。
 
據(jù)Sharma估算,一個(gè)用了4年的柴油內(nèi)燃機(jī)60分鐘產(chǎn)生的炭,可以裝滿一個(gè)惠普的墨盒。換句話說,數(shù)十億本應(yīng)釋放到空氣中并被人們呼吸入肺的顆粒物,經(jīng)過Kaalink的“攔截”,被Sharma及其團(tuán)隊(duì)帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾提純,最后制成了油墨油漆。
 
目前,“空氣墨水”系列產(chǎn)品共分為兩類:一類是馬克筆,有4種規(guī)格可供選擇,其中2毫米的圓頭馬克筆可用于對筆觸精細(xì)度要求較高的畫作,由相當(dāng)于40分鐘尾氣排放量的污染物制成;15毫米、30毫米、50毫米的尖頭馬克筆可用于繪制曲線。另一類是150毫升的絲網(wǎng)印刷墨水,主要用于絲網(wǎng)印刷。
 
該團(tuán)隊(duì)表示,“空氣墨水”的所有產(chǎn)品都嚴(yán)格采用工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)制作,具有較高的安全性。同時(shí),產(chǎn)品也支持替換芯,質(zhì)量可靠且防水。
 
科學(xué)與藝術(shù)的融合
 
雖然通過收集廢氣、提純等工序制成的墨水便宜又環(huán)保,但是在Sharma及其團(tuán)隊(duì)看來,這離他們心中的目標(biāo)還差得很遠(yuǎn)。
 
于是,Sharma想到了一種更加有創(chuàng)意、更直接的方式,來刺激那些“習(xí)慣”污染并逐漸麻木的人們。“現(xiàn)在是時(shí)候把這項(xiàng)成果帶出實(shí)驗(yàn)室,將它運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)社會中,把墨水給予真正會用的人。”
 
在英國倫敦的沙夫茨伯里大街上,香港畫家 Kristopher Ho的獨(dú)立手繪廣告牌顯得格外惹眼。這幅特殊的畫作正是使用了由廢氣制成的“空氣墨水”。
 
這種環(huán)保意識打動了不少藝術(shù)家。香港藝術(shù)家 Cathlove 用過“空氣墨水”后感慨地表示,“這正是我想要的一度黑,不可想象它是用大量污染物做出來的。”而來自哈佛大學(xué)南亞研究院的 Sneha Sreshtha則認(rèn)為,“我利用了在印度班加羅爾收集到的污染空氣制成的墨水寫字,這讓我的作品變得更有意義。”
 
就在2016年,這些由各種污染物質(zhì)制成的畫筆和顏料,來到了中國香港的一群藝術(shù)家手中。藝術(shù)家們用這些環(huán)保而珍貴的墨水,在香港街頭進(jìn)行了涂鴉創(chuàng)作。這場環(huán)保而藝術(shù)的創(chuàng)作之旅,圓滿而直觀地展現(xiàn)在了世人面前。
 
“不同專業(yè)領(lǐng)域的人能把你的成果運(yùn)用在你從未想過的領(lǐng)域,通過繪畫能把空氣污染中的物質(zhì)用在畫圖上。”Sharma表示,“藝術(shù)、態(tài)度及科學(xué)一旦融合,我覺得意味著新的魔術(shù)誕生了。”
 
“街頭是一個(gè)充滿創(chuàng)意、靈感和激情的地方,希望人們看見這些作品后可以反思我們居住的環(huán)境問題。讓廢物再利用,讓丑陋變?yōu)槊利悾灰袆?chuàng)意、態(tài)度和熱情,就沒有什么不可能。”Sharma坦言。
 
幾千年來,墨水一直是傳播及記錄的重要工具,所以不管在哪都有人使用墨水。只要有需要墨水的地方,“空氣墨水”就有用武之地。
 
目前,“空氣墨水”項(xiàng)目正在美國眾籌網(wǎng)站上進(jìn)行眾籌,為未來改進(jìn)Kaalink裝置、提高產(chǎn)量做準(zhǔn)備。如果眾籌項(xiàng)目成功,團(tuán)隊(duì)還會繼續(xù)研發(fā)基于脫模油的繪畫顏料、布彩顏料、戶外顏料等,讓更多的人在創(chuàng)造自己喜好的作品時(shí)也為地球降低碳排放量。
 
“即使世界上只有15%的黑色墨水被‘空氣墨水’所代替,我們也可以減少大量的空氣污染。”Sharma堅(jiān)定地說。■
 
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2017年8月刊 科學(xué)傳播)
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