DARPA 针对军方塑料垃圾问题的解决方案是什么?吃掉它。

DARPA 针对军方塑料垃圾问题的解决方案是什么?吃掉它。

军队靠粮食行军,所过之处,只留下垃圾。

战斗开始之前,军队就开始产生废物。包装纸、容器和废弃包装等垃圾的处理是生命周期每个阶段的问题。将包装运往国外需要耗费能源,处理包装需要专门的资源,处理不当会对环境和吸入焚烧坑烟雾的人们造成长期损害。这就是为什么五角大楼的蓝天项目部门 DARPA 希望未来的物资包装在废物中,而废物本身可以再次利用,无论是作为燃料、建筑材料还是食物本身。

这是 DARPA 的 ReSource 项目的目标,该项目很快将进入第二阶段。在第一阶段,来自巴特尔(一家经常与政府签约的私人研究公司)、爱荷华州立大学、麻省理工学院和密歇根理工大学的团队与政府合作伙伴一起研究了此类废物转化的概念验证。

这种废物有多种形式。考虑一下最简单的一种:一次性或可回收的水瓶。它有很多优点,当然,它的主要用途是为口渴的士兵提供饮用水。它自给自足、分量充足、普遍需要,在紧急情况下至关重要。瓶子也有自己的质量,单独来看质量不大,但如果有很多,则规模巨大。现在,一旦瓶子被使用,它就只是废物。但 ReSource 设想了这种垃圾的第二次有用的来世。

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DARPA 描述道:“表演团队的任务是开发系统来分解混合废物,包括普通塑料,在分子水平上将废物重新配制成战略材料和化学品,并回收纯化的可用产品,如油、润滑剂和可食用的常量营养素。”

ReSource 计划于 2019 年首次宣布,2020 年密歇根理工大学的团队描述了他们利用细菌将塑料转化为蛋白粉的计划。

密歇根理工大学生物科学助理教授史蒂夫·泰克特曼在新闻稿中表示:“我们的项目正在尝试找到将废塑料转化为蛋白粉或营养补充剂和润滑剂的方法。一般的想法是,塑料很难用生物方法分解,因为它是由聚合物组成的,而且其单元粘在一起。为了分解聚合物,一些细菌可以做到这一点,但速度非常慢。因此,为了快速将塑料转化为食物,我们需要一种替代方法。”

这种方法(至少在 2020 年是这样设想的)是制造一种黑匣子处理器,将空水瓶放在一端,利用热量分解瓶子,然后将其传递到细菌室中,细菌室将进一步处理塑料。最终产品将是蛋白粉,可以混合到士兵的下一杯饮料中。

仍需在 ReSources 上进行大量的工作来证明这些方法的可行性,更不用说让士兵将处理过的水瓶残渣混入下一杯饮料的障碍了。

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密歇根大学和巴特尔团队共同追求的另一个用例专注于更受期待的转化产品,即完全跳过食物路线而专注于枪支的产品。

巴特尔选择将转化工艺重点放在聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯上,这两种塑料通常分别用于牛奶罐和一次性水瓶。“该团队可以选择各种食品、药品和化学品,并选择枪支润滑剂,因为这两种材料对战场上的战士都至关重要,”巴特尔在一份新闻稿中表示。

枪支由一系列运动部件组成,摩擦导致枪支卡住可能是致命的。将包装废弃物转化为枪支润滑剂可以增加士兵手头有所需物品的可能性,并减少需要运送到前沿基地的润滑剂数量。

对于巴特尔的工艺,他们还利用细菌来分解成分。细菌可以自我复制,这意味着只需要少量微生物就可以启动该过程。与密歇根团队一样,巴特尔认为生物降解的时间是最大的障碍,并表示希望加快这一过程。

焚化炉和焚烧坑多年来一直是驻阿富汗美军默认的废物处理方法,但它们会产生有害副产品、持久的地面污染等健康风险,而且还存在光照风险;在夜间运行焚化炉意味着照亮基地的部分区域,让敌对势力更好地看清目标。

即使 ReSource 的早期成果不能达到预期的速度,但将国内废物转化为有用资源的能力将是一个巨大的福音。

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