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(jì)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(fèi)很多時(shí)間，而且不能更新。沙子實(shí)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(shí)到沙危機(jī)并試圖解決這個(gè)問題，學(xué)會(huì)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(gè)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(gè)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(huì)滿足我們對(duì)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(guó)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(bào)告。

混凝土主要由沙子和其表面積較大的礫石組成，有一點(diǎn)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(fèi)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(huì)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(yùn)往新加坡?lián)頂D的島嶼國(guó)家，在那里用于土地開墾項(xiàng)目。同時(shí)，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(huì)導(dǎo)致需求壓倒供應(yīng)。然后，一個(gè)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(duì)沙子的需求，實(shí)際上，這意味著減少我們對(duì)混凝土的使用。我們不用修建新的公寓樓、橋梁、水壩、停車場(chǎng)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(gè)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(shí)，它可能會(huì)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(zhǎng)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(gè)更好的主意：改用真菌。它們比細(xì)菌更堅(jiān)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(guó)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(shì)，因?yàn)樗鼈兛梢詽摲臅r(shí)間比真菌長(zhǎng)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(shí)，它們會(huì)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(shí)，結(jié)構(gòu)最終也會(huì)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?！鼻袚Q到塊式混凝土建筑會(huì)降低我們對(duì)沙子的需求，但在我們進(jìn)入這個(gè)階段之前，必須進(jìn)行大量現(xiàn)實(shí)世界的迭代和測(cè)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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