“未来之家”这么酷:小龙虾盖房子、空气洗手液、地板自发电!

刚刚过去不久的冬奥会不仅是体育盛宴,还可称为一场大型潮物新品“种草机”: 从设计师款运动羽绒服到奥运村的同款按摩床……与生活相关的产品总能收割一波大众“尝新欲”。但让我们特别关注的是,冬奥会所展示的新设计和新技术,尤其与“可持续发展”目标化合后的实际应用,恰是为我们打样了一个“绿色生活”的范本。

全球范围内,越来越多听起来“高精尖”的可持续发展创新技术与产品正在进入”寻常百姓家”。所以,在一个未来的“高科技可持续之家”中,到底可能出现一些什么令人惊喜的场景

冬奥会期间“火了”的智能按摩床,在“绿色奥运”理念之下,将在由冬奥村转化成的公寓、酒店中继续利用 ©️OFweek

零碳之家:自发电地板和空气洗手液

本届冬奥会上的“颜值担当”可能要数1.2万块光伏发电玻璃拼接而成的“冰丝带”。不过除了长相能打之外,这种宝石蓝色的特殊玻璃幕墙还是建筑承重部件,更可以通过吸收转化太阳能输出源源不断的清洁电力,在长达数十年的生命周期中为场馆持久输送电力。该建筑体可谓当前“太阳能光伏建筑一体化”(Building Integrated Photovoltaic,简称 BIPV)的巨型应用的最新代表。

“冰丝带”国家速滑馆夜景外观 ©️中新社

大到被越来越多建筑物开始采用的 BIPV 、小到我们日常消杀用的洗手液,从“地板发电”到“空气洗衣”……虽然离迈入真正的“零碳之家”还有不小距离,种种创新案例让我们依然充满期待。

走两步就能发电的地板

光伏发电固然美好,但是地域光照的间歇性和波动性也限制了部分地区对这一技术的应用。一些研究者另辟蹊径,从更恒定的物质上找发电灵感。比如,苏黎世联邦理工学院的研究团队发明出了一种木地板,通过对木材进行特殊处理,配合收集地板上的人类活动,实现为家庭供电

该创新的充电系统由两层经过处理的木材薄层组成,一层覆盖硅涂层,另一层嵌入金属离子,带电极的一层在下面。当人们走过地板时,电极会通过”摩擦电效应”而振动发电。

发电原理:当从轻木中去除稳定的木质素时,柔性纤维素层仍然存在(中间图示),然后挤压产生电压 ©️ETH Zurich

研究人员发现:该过程使木材产生的电流比普通木材自然产生的电流强 80 倍。实验数据显示:只需在 A4面积大小的木地板上反复按压摩擦几秒钟,地板的发电量就足够支撑整个家庭的 LED 照明系统。在该技术的早期展示阶段,实验室人员已做到仅通过在地板上走几步就能点亮台灯。

“史上最白”的白漆

美国普渡大学材料科学家开发出一种“超级白色涂料”,可以反射高达98%的太阳热量——相比之下,普通白漆只能反射80-85%。如果广泛地应用于屋顶和建筑物,这种新涂料可以显著降低建筑物冷却成本,从而减少碳排放,因为建筑运行最主要的碳排来源正来自于空调制热和制冷等供能。

普渡大学科学家向大家展示“最白白漆”的样本。 ©️Purdue

用‘脏空气”洁手、洗衣服

除了尽量减少排放温室气体的建筑和用电系统,在创新者引领的“零碳之家”中,常见家用日化用品甚至还可能承担起“负碳”的使命。

比如,美国纽约初创企业空气公司(Air Co.),开发了空气中提取二氧化碳、并将之与水结合,然后借助可再生的太阳能来转化为纯乙醇的工艺

在新冠疫情前,Air Co. 主打产品是这一“阳光、空气、水”技术生产的充气伏特加酒。疫情爆发后,市场对含酒精消毒液的需求大增,而乙醇恰巧也是洗手液中的关键活性成分。Air Co.响应政府号召和社会需求,将全部产能转向生产洗手液。

Air Co.“二氧化碳”洗手液外包装 ©️Air Co.

而就在不久前,国际日化巨头联合利华也推出用碳捕捉技术收集到的工业二氧化碳制成的洗衣凝珠,让我们离“用‘脏空气’洗衣服”又更近了一步。

联合利华旗下的奥妙洗衣凝珠中的关键成分——表面活性剂由工业二氧化碳为生产原料 ©️Unilever

循环经济:3D打印小橘灯、小龙虾“再就业”

“一个人的垃圾,另一个人的宝藏”,这句话用来描述循环经济打造的家居空间非常应景。在循环经济的“3R原则”——减量化、再利用、再循环(reduce, reuse, recycle)下,创新团队以各种创新材料和商业模式让产品生命实现无限“续杯”。

“化作春泥更护花”的咖啡胶囊

以一杯暖香的咖啡开启活力满满的一天,是很多人理想的居家场景。近年来,胶囊咖啡由于可以很好保存咖啡的新鲜度,受到了全球各地消费者的热捧。但是胶囊包装也会产生大量塑料和铝废弃物,绝大多数通过焚烧或者填埋处理。

加拿大植物材料公司 Nexe Innovations 以植物基包装方案解决了这一美味和环境“两难”的问题,经过5年的测试,研制出了 NEXE 胶囊——以聚乳酸(PLA)和竹纤维以及其他几种可堆肥成分混合而成的包装材料。该材料可在35天内完全实现生物降解,甚至为土壤供给肥料,不断提供循环价值,可谓一款“化作春泥更护花”的咖啡胶囊。

NEXE胶囊由3D打印技术制造,同样践行了“减量化”原作 ©️NEXE

餐余的新生:橘子皮3D 台灯

两三个橘子皮就能做成一盏台灯?位于意大利米兰的 Krill Design 做到了。其产品原材料所用的西西里橘子是当地盛产的水果。由于季节和产量的波动,“名产”橘子也常遭遇过剩浪费的情况。

Krill Design 团队通过循环重复利用过剩的橘子皮,将果皮中的纤维制成坚韧的纤维团,最终以3D 打印的方式制成了独特的循环材料“小橘灯” 。在灯的使用寿命完成后,灯身可以直接放入厨余或有机垃圾桶中回收,或成为家庭堆肥。

3D 橘子灯不仅实用、环保而且还凸显了意大利设计美学 

©️Krill Desig

小龙虾“再就业”

在中国,建造住宅的“大部头”建筑材料估计占建筑总生命周期排放量的55%。因此,创新团队一直致力于从建材这一源头有所突破。

伦敦中央圣马丁学院的两位毕业生提出了让我们眼前一亮的思路。两位女性创始人受到英国多数水域受外来物种美国小龙虾入侵新闻的启发,研制出了以小龙虾壳制成的混凝土替代品。该新型材料的坚固性、可塑性都优于传统水泥混凝土,却几乎不会产生碳排,而且还成功将入侵物种转化为经济和环境效益

由入侵物种小龙虾的壳制成的纯天然建筑材料 ©️DEZEEN

至于小龙虾壳之外的其他部分,循环利用的方式或许是中国消费者的餐桌?小龙虾壳盖房子、小龙虾肉做美食,经济、环境和胃口一回赢“三次”。

撰文:姚异姚

参考资料:

Artico Report 2022

https://www.eco-business.com/zh-hans/news/the-coolest-sustainability-innovations-of-2021/

https://mpower.in-en.com/html/power-2402608.shtml

https://i.ifeng.com/c/8DnWaekbsqz

https://www.unilever.com/news/press-and-media/press-releases/2021/world-first-laundry-capsule-in-market-made-from-industrial-carbon-emissions/

https://nexeinnovations.com/the-nexe-pod/

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