10 motbjudande material som används för stora innovationer

Inte allt som glitterar är guld. Faktum är att några av de mest fantastiska och revolutionära prestationerna i horisonten också är de mest magekörande.

10Diaper Electricity

Japanerna är kända för att ha längre livslängd. Centenarians är vanligare bland dem än någon annanstans i världen, och människor över 65 år utgör en fjärdedel av hela befolkningen. Med en nästan negativ födelsetal och den äldre befolkningen växer varje år är försäljningen av vuxna blöjor på heltid hög. Avsättning av dessa använda blöjor kan vara ganska problem, eftersom de inte försämras enkelt och upptar dyrbart utrymme i soptippen. Förbränningen använder sig för mycket bränsle och skadar miljön.

Lyckligtvis har ett japanskt företag som heter Super Faiths utformat en ny teknik som effektivt löser problemet med blöjaförvaring. Blöjorna placeras först i en maskin som dödar patogener, varefter de används som ett rent bränsle för elproduktion. Supertrossystemet minskar koldioxidutsläppen med 40 ton per år. Flera sjukhus och äldreomsorgar använder nu tekniken, vilket sparar pengar på sina elräkningar samtidigt som deras koldioxidavtryck minskar.

9Svatten som konstgjord snö

Vintersportsindustrin är stor verksamhet. I USA ensam genererar det upp till 66 miljarder dollar och tusentals jobb varje år. Men med global uppvärmning i full gång har skidorterna haft värmen. Duggling snöfall har blivit ett sådant problem att experter förutspår endast hälften av de 103 skidorterna i Amerika kommer att förbli öppna under de närmaste 30 åren.

Med inget omedelbart svar på klimatförändringarna behövde orterna en snabb och (bokstavligen) smutsig lösning på deras problem. Ett knep som de har upp på ärmarna är snöbearbetningsmaskiner, men att göra konstgjord snö kräver stora mängder vatten och el. Eftersom en stor del av Amerika också drabbas av torka på grund av de förändrade vädermönstren är användningen av sötvatten inte genomförbar. Det är därför som vissa har vänt sig till avloppsvatten.

Även om vattnet behandlas först för att avlägsna skadliga föroreningar innan det passerar snöbearbetningsmaskinen, är inte alla nöjda med avloppssnöet eftersom det fortfarande innehåller spår av kemikalier och andra föroreningar som kan orsaka hälsofrågor. Tyvärr känner orterna att de är kvar utan några andra alternativ.

8Feces-Powered Cars

Att äga en bil kan vara ganska stressigt nuförtiden. Med oroen i Mellanöstern, den senaste årens ekonomiska nedåtgående spiral och den gradvisa uttömningen av våra oljefält har bensinkostnaden ökat med språng, för att inte tala om den mycket allvarliga miljöpåverkan som orsakas av att använda olja som en energikälla.

Med dessa problem i åtanke söker våra bästa forskare alternativa energikällor för att driva våra bilar. Vissa har föreslagit el, men eftersom en stor del av vår el fortfarande kommer från kol och petroleum fortsätter strävan efter en mer hållbar energikälla. Mitt i denna kris har åtminstone en person tänkt, "Varför inte använda något som människor producerar i överflöd gratis?" Detta underbara logiska spring gav oss poop power.

Generering av effekt från avföring kräver att tillverkaren först samlar in vissa avloppsvatten och sedan avlägsnar de fasta ämnena från vätskorna. De fasta ämnena eller biosoliderna bombarderas sedan med mikrober som äter fasta substanser och utstöter gaser (mestadels metan och koldioxid). Metan passerar sedan genom en maskin som separerar väteatomerna från kolatomerna. Eftersom väte är mycket brandfarligt och brinner rent, är det ett mycket effektivt alternativ till fossilt bränsle.

Orange County Sanitation District: s Fountain Valley-avfallsanläggning i Kalifornien har redan testat den här nya tekniken och producerat utmärkta resultat vilket ledde till att bilindustrin snabbare upp sin produktion av vätgasdrivna bilar. År 2005 planerar Hyundai att släppa ut ett fordon som drivs med vätekraft med mer effektiva motorer som kan springa jämnare och längre, på 483 kilometer (300 mi) per tank. Andra stora biltillverkare följer i sina fotspår.

"Vänta en minut," kanske du frågar, "är inte väte farligt?" Inte riktigt. Vätgas kan vara säkrare än bensin i våra bilar. I en bilkrasch som orsakar en bristad tank, bensinpooler på marken, där den lätt kan antändas. Å andra sidan indunstar väte enkelt. Väte är också otoxiskt och miljövänligt, till skillnad från bensin.

7Fungus Hus och Förpackning

Naturalister har drömt om dagen då vi kan odla våra byggnader som växter, och det ser ut som att dagen kanske inte är långt borta. Forskare har hittat ett livskraftigt material odlat av svamp som snart kan ersätta betong. Det fantastiska nya materialet kommer från de tunna vita fibrerna, som kallas hephae, som fungerar som sina rötter. Dessa små filamentgrenar är underjordiska och bildar ett fantastiskt nätverk som heter mycelium. När svampar är förpackade tjockt tillsammans bildar myceliet en tät och kompakt massa som vid torkning och bearbetning kan användas som tegelstenar. Det som finns kvar är en produkt som är starkare än betong, icke-toxisk, och till och med resistent mot eld och mögel.

Ett företag har redan börjat använda den nya tekniken för att bygga upp byggnader som bokstavligen odlas från grunden, inklusive det här snygga tornet. Ännu bättre kan materialet användas för ett brett spektrum av andra ändamål som att ersätta plast och styrofoams som förpackningsmaterial, möbler och till och med några fordonsdelar. Detta kommer inte bara att minska vårt koldioxidavtryck, men ge oss en bättre produkt som är billigare, fri från giftiga kemikalier och mer hållbar. Produkter som tillverkas av detta material är till och med deponeringsvänliga, eftersom det är biologiskt nedbrytbart med närvaron av de rätta mikroberna.

6Snail Poop Flooring

Återvinning kan bara göra så mycket. Efter fyra till sex resor till återvinningsanläggningen kan papper inte längre användas. De pappersmassa resterna av papperet är i grunden värdelösa, så de kastas i soptippen. En nederländsk designer som heter Lieske Schreuder kan dock ha en innovativ lösning på problemet: sniglar och avföring. Det fungerar eftersom sniglar äter vegetation, som svamp, gräs och växtbark. Eftersom papper huvudsakligen är tillverkat av träfiber, älskar sniglarna att nibbla bort det.

Schreuder experimenterade med sniglar när hon observerade att avföring från sniglar som matades med färgat papper var färgad i samma färg, eftersom kroppen avvisar pigmenten. Hon fann också att snigelpinnar, när de pressas och torkas, kan omvandlas till plattor som är perfekta för golv. Genom att använda tusentals sniglar och experimentera med olika färger har Schreuder producerat ett brett utbud av plattor i livfulla nyanser. Denna teknik förlänger papperets livslängd med minimal ekologisk skada och sätter sniglar till god användning.

5Urine Energy Drinks

Ett särskilt problem för astronauter som lever i rymden är deras dricksvatten. Eftersom raketer bara kan transportera en begränsad mängd last till rymden är vatten en knapp resurs uppe, så våra rymdforskare tvingas återvinna på konstiga sätt. Rumstationerna har redan ett komplicerat system för att omvandla astronauternas urin, svett, andningsfuktighet och tvättvatten till något dryckbart. Det kan låta grovt, men kvaliteten på detta vatten ligger långt över vad vi dricker här på jorden.

Men att dricka inget annat än återvunnet vatten i flera månader kan vara tråkigt. För en viss mängd, liksom en dos av mycket nödvändiga mineraler, utvecklade NASA ett nytt system som omvandlar urin till en energidryck. Med en process som kallas framåt osmos, tvingas urinen genom ett membran som skiljer vattnet från grovt grepp innan det blandas med socker och andra vanliga energidrycksingredienser.

Eftersom denna process kräver ingen el, arbetar med någon vätska och innebär användarvänlig utrustning som kan packas i en enda påse, är dess praktiska tillämpning till synes oändlig. Soldater kan bära det med dem under uppdrag, så att de kan bära färre varor i strid och hålla dem där så länge det krävs för att få jobbet gjort. Äventyrssökande kan också ta med dem på resor där drickbart vatten är knappt. Det kan till och med skickas till områden som upplever naturkatastrofer eller andra nödsituationer, där vattenförsörjningen är skadad eller förorenad.

4Natural Vanilj Smaksättning

När det gäller smaker och dofter går vanilj som ikonisk som choklad och kaffe. Men till skillnad från de extrakt, som kommer från trädfrön, kommer vanilj från orkidéböjor av släktet med samma namn. Växande orkidéer är inte lika lätt som växande träd, eftersom de är mer sårbara för väderens lustar och skadedjurens skadedjur. På grund av den låga utbudet och den höga efterfrågan på vanilj, började företag som ville hålla sina priser nere till matforskare för billigare källor.

Vanillin, den organiska föreningen som huvudsakligen är ansvarig för vaniljens distinkt smak och doft, syntetiserades först i stor skala under 1930-talet från lignin, som härrör från tallmassa. Under de senaste årtiondena har syntetisk vanillin tillverkats av petrokemikalier, som i allmänhet inte ses i ett positivt ljus. Marknaden för vanillin-alternativ var bred öppen.

Det första naturligt upphandlade alternativet, förutom trämassa, var castoreum, vilket tas från anal-doftkörtlarna av bäver. Detta ämne används faktiskt för ett alarmerande antal kommersiella ändamål, inklusive hallon och jordgubbsaromer. Det används till och med i cigaretter för den distinkt lukten. Men eftersom bäverpopulationen sänker och extraherar castoreum från en bäver utan att döda är det svårt arbete, tog denna ersättare aldrig riktigt fast i vaniljindustrin.

Trots många stora motgångar har dock en grön lösning på vaniljdilemmen äntligen identifierats, tack vare Mayu Yamamoto från International Medical Center of Japan. Hon utformade en metod för att skapa vanillin ur en riklig, miljövänlig och förnybar resurs: ko dung. Det visar sig att lignin är rikligt i ko poop, och som en extra bonus är processen att extrahera det mycket billigare och tar mindre tid än traditionella metoder och källor. Hon tilldelades till och med ett Ig Nobelpris för hennes forskning. Tyvärr verkar vaniljbranschen inte för att använda den i sina produkter, och det hoppas vi kan ha för vaniljko-mjölkskogar inom en snar framtid.

3High-Tech framtida mat

Från och med 2012 klockade världsbefolkningen på mer än sju miljarder. Vid 2024 kommer vi att nå åtta miljarder och nio miljarder år 2050. Utan varje katastrofal händelse som avsevärt minskar vår befolkning kommer alla de extra människor att mata att lägga stor belastning på miljön och ytterligare minska redan knappa resurser. Med tanke på detta börjar vissa människor leta efter alternativa livsmedelskällor för att hjälpa till att avvärja framtida hunger.

En av de mest lovande (och även de mest äckliga) alternativa matkällorna som för närvarande studeras är insekter. Till deras kredit är de bra näringskällor, och de kan uppfödas snabbare och billigare än kor eller grisar. Att höja boskap är också ekologiskt skadligt, eftersom nötkreatur släpper ut en häpnadsväckande mängd koldioxid i atmosfären, vilket gör buggar ett grönare val. Vissa delar av Asien och Afrika har redan lite kritiker på menyn, men för resten av världen är tanken på att sätta en grumlig crawly i våra munnar en skrämmande utsiktsbild.

Forskare från London South Bank University arbetar med att lägga till ny teknik i mixen med hoppet på att lätta allmänhetens ångest om att äta buggar. I det förfarande som de har utvecklat, förstas malarna i pulver och sedan kombineras med andra ingredienser, varefter blandningen bearbetas via en 3-D-skrivare, vilket resulterar i svalt och lockande ätbara mönster. De hoppas att förändring av matets utseende från grymma buggar till höggradigt godis, kommer att ge konsumenterna ett bättre intryck och uppmuntra dem att prova buggar som en del av deras dagliga kost.

2Foreskin Allt

Hela människors historia, förhuden och frågan om huruvida den ska hållas eller avlägsnas är en omstridd fråga. Romarna prydde förhud och till och med fördömde en konsul till döden för att han hade omskärits. Grekerna var också fans, kända för att knyta upp dem under de olympiska spelen, eftersom sikten av penisens spets ansågs stötande. Abrahams ättlingar föredrog å andra sidan att ha dem avskuren för att beteckna sitt förbund med Gud, och kristna följde snart denna tradition. En berättelse i Bibeln berättar även om att Gud försökte döda Moses eftersom hans son var omärkad. Debatten fortsätter till denna dag som forskare argumenterar för båda positionernas fördelar.

Vad detta har att göra med vetenskapliga framsteg gäller mest vad som händer med höljet efter det att det har tagits bort. För det mesta är det bara kastat ut med papperskorgen. Ibland sparas förhud för de många användbara ändamål det kan tjäna, särskilt om det kommer från en nyfödd bebis. Forskare kan använda nyfödd förhud för att växa upp till fyra hektar ny hud som kan användas för hudtransplantat. Att ta en brännande patientens egen hud kan vara ett smärtsamt förfarande som ofta inte ger den behövliga mängden hud, så nyfödd förhud är nu ett vanligt tillägg. Vidare är förhudsceller mindre benägna att orsaka infektion och avvisas av patientens kropp än andra typer av donerad hud.

Fördelarna med babyhudet stoppar inte där heller. Det är också en vanlig ingrediens i anti-aging produkter som lovar att hålla rynkor borta. Foreskin är en bra källa till fibroblastceller, som producerar hudstimulerande proteiner kollagen, elastin och hyaluronsyra. Anti-aging produkter som skapas från förhudet är så effektiva att man ens fick Oprahs godkännandesegel.

1 vacciner från avbrutna foster

I början av 60-talet förändrade en till synes obetydlig händelse världen och räddade otaliga liv. Två kvinnor, en från England och en från Sverige, bestämde sig för att ha aborter. Vad som gjorde denna olyckliga gemensamma händelse anmärkningsvärt är att vissa celler som tagits från fostren sändes till två forskningsanläggningar, Medical Research Council respektive Wistar Institute. Cellerna användes som grund för vaccinforskning som producerade vacciner mot rubella, polio, rabies, vallkoppor, hepatit A och många fler. Mer än 40 år senare används dessa två uppsättningar av fosterceller fortfarande i forskning för livreddande läkemedel.

Att skapa vacciner mot virus snarare än bakterier är knepigt, eftersom virus bara växer inuti cellerna. Vuxna mänskliga celler för är inte livskraftiga för sådan forskning, eftersom celler från organ som redan är fullt utvecklade kan bara replikera cirka 50 gånger innan de dör. Fosterceller är å andra sidan väsentligen odödliga, med förmågan att replikera till synes oändligt. De är också sterila, vilket gör dem idealiska forskningsmaterial.