10 sätt urin kan bilda framtiden

Medan människor i allmänhet inte tycker mycket om vilken roll kiss spelar för att utveckla mänskligheten, kan svaret överraska dig. Forskare tror att användningen av urin kan bara vara så oändlig som sin tillgång. Med tekniken som någonsin utvecklas och vår kunskap om vetenskap ökar, hittar forskare allt fler sätt att använda den här gyllene resursen för att uppnå en guldålder.

10 robotblod

Vem visste att våra framtida överherrar kommer att drivas av våra egna blåsor? Killarna i Bristol Robotics Laboratory har skapat ett konstgjort hjärta som kan driva framtidens robotar.

Från och med 2010 uppskattas 8,6 miljoner robotar i världen, anställda i olika branscher och betjäna olika funktioner. Beroende på deras syfte är robotar traditionellt laddade med solenergi, batterier eller el. Peter Walters och hans kollegor från University of Bristol har tagit en lite mer okonventionell väg, vilket skapar en robot som kan ladda sig med en urinal.

Forskarna byggde ett konstgjort hjärta som pumpar en reglerad tillförsel av mänsklig urin till mikrobiella kraftverk, som sedan bryter ner urinen och omvandlar den till el. Detta konstgjorda hjärta kunde springa en robot som heter "EcoBot" med ingenting annat än mänsklig urin. Dessa robotar har kunnat fungera tidigare på andra biologiskt nedbrytbara material, men detta är första gången en EcoBot hålls kvar med kraft med ett konstgjort hjärta som pumpar urin. Forskarna är inspirerade att göra förbättringar på detta käftpumpande hjärta och hoppas att dessa urindrivna EcoBots kommer att användas i framtiden, speciellt i gröna projekt som övervakning av föroreningar.

9 Spåra klimatförändring

Rock hyrax, lokalt känd i Afrika som pelele, är ett däggdjur av Hyracoidea ordning. Liten och furrig med en nära likhet med en marsvin brukar rockhyraxen mestadels bada under solen eller äta gräs och löv. Vid första anblicken ser inte stenhäxan ut som ett speciellt djur - förutom att dess urin kommer att bevisas vara ett viktigt verktyg för att studera klimatförändringar.

Hela familjer av rockhyraxer tenderar att välja en favoritplats för att kissa och deras snabbtorkande urladdning fångar ofta artefakter under en viss tidsperiod, såsom pollen, torkade blad och luftbubblor som ger ledtrådar om hur klimatet förändrats under det tid. Forskare från Frankrikes Montpelieruniversitet studerade dessa torkade urinlager och jämförde dem med befintliga teorier om förändringar i vårt klimatförflutna. De drog slutsatsen att urinen var konsekvent när man exakt berättade hur vårt klimat verkligen förändrats under åren, som hur isgletscheren återvände i Europa under slutet av den sista istiden och hur smältvattenformar bildades efter planeten har värmt. På grund av sin precision i detalj av våra klimatförflutna hoppas forskarna att rockhyraxurinen kommer att vara ett användbart verktyg för att bättre förutsäga framtida avvikelser i klimatet.

8 En lösning på vattenkrisen

Så äckligt som det har vi blivit smittade på bilder av dricksvatten. Bortsett från att det är Bear Grylls påstående om Internet-berömmelse, återvinner astronauterna regelbundet urin för att släcka sig under bemannade uppdrag till rymden. Vetenskapsmän varnar dock att dricksurin inte längre kan vara det exklusiva territoriet för tv-program eller rymdfärjor. Eftersom vår sötvattenförsörjning går torr i en alarmerande takt, rådgör forskare att vi också bör börja behandla och dricka vår egen urin så snart som möjligt.

Med ny teknik som kan behandla urin mindre kostnadseffektivt och mer effektivt, säger amerikanska nationella forskningsrådet att återvinning för återanvändning kan vara en långsiktig lösning på vattenkrisen. Medan urinen naturligt slutar tillbaka i våra vattentankar, tar det mycket lång tid för det att komma tillbaka till vårt naturliga vattensystem. Direkt behandling av urin från våra avloppssystem skulle vara mycket snabbare än att vänta på att den ska gå tillbaka till våra vatten. Rådet föreslår även fördelar med att behandla urin över sötvatten. Hälsoriskerna med återvinning av urin kan vara betydligt lägre än att extrahera vatten från våra nuvarande källor. Vi kan till och med kunna återhämta fosfor från vår urin, vilket också för närvarande är en minskande resurs.

Vi börjar redan se en framtid av upparbetning av käken. På grund av den hårda torkan som har påverkat många städer i staten, har Texans stad Big Spring redan tillgripit upparbetning urin för att leverera sina 27 000 invånare med dricksvatten.

7 Kampsäkerhet

Enligt FN: s väderbyrå är våra nivåer av koldioxid på en heltäckande hög nivå. Mängden CO2 i atmosfären i 2012 var 393,1 delar per miljon (ppm), 2,2 ppm högre än 2011. Det förväntas att 2016 kommer siffran att nå en svindlande 400 ppm, långt över 350 ppm som forskare säger är taket för en säker nivå av koldioxid.

CO2, huvudämnet för global uppvärmning, förekommer naturligt i planeten. Men mänskliga aktiviteter som fabriksarbete och bilutsläpp multiplicerar våra CO2-utsläpp med en hastighet som är mer än vad Moder Jord kan ta. Detta gör vår planet varmare i takt vi kan knappt följa, smälta våra glaciärer och torka våra sjöar framför våra ögon. Lyckligtvis upptäckte forskare från Andalusien att global uppvärmning kan stavas av ett bisarrt brygg med urin och olivavfall. De har upptäckt att denna nyfikna cocktail kan absorbera CO2 när den utsätts för luften.

Forskarna förklarar att varje molekyl av urea i urin producerar en mol ammoniumbikarbonat och en mol ammoniak, som sedan absorberar en mol CO2 från luften, vilket minskar vår överproduktion av växthusgasen.När koldioxid absorberas producerar urin en annan mängd ammoniumbikarbonat, som sedan kan användas för att befrukta våra gårdar. Oljevattnets roll är att förhindra att urinen går inaktuellt och maximerar urinens användning tills den är mättad med gas. Denna unika sammansättning kan installeras strategiskt i skorstenar där koldioxidutsläpp vanligen passerar igenom. En speciell fyllnings- och tömningsmekanism kan också tillsättas för att göra ersättning av denna vätska mer bekväm.

6 Pee-Powered Smartphones

Omkring hälften av amerikanerna använder nu smartphones. Dessa avancerade mobiltelefoner som kan göra nästan vad som helst kommer inte att gå bort snart och det är bara en fråga om tid innan vi måste ta itu med frågan om deras energiförbrukning.

Lyckligtvis är Dr Ioannis Ieropoulos från Bristol Robotics Laboratory på jobbet. Tidigare i år utvecklade han och hans team en metod för att ladda smartphones med hjälp av urin. Tillåter att urinen passerar genom mikrobiella bränsleceller (MFC), som bryter ner vår kissa i el, kunde forskarna driva en mobiltelefon tillräckligt länge för att skicka meddelanden, surfa på Internet och ringa ett kort telefonsamtal.

Även om denna urinomvandlingsprocess fortfarande är i sin linda och endast kan producera små mängder elektricitet, är forskarna och deras anhängare optimistiska över det potentiella framtida värdet. Bill och Melissa Gates Foundation-som har finansierat ytterligare förbättringar på den här teknologin, hoppas att vi med pee-powered smartphones kan förvänta oss en mer sanitiserad och energieffektiv framtid.

5 urindrivna bilar

Under det senaste decenniet har alternativa bilar - de som drivs på bränslen som väte i stället för fossilt bränsle - fångat allmänhetens öga, med stora bilföretag som paraderar möjligheten för en framtid av lågprisfordon som körs på färre föroreningar. Alternativa bilar verkar emellertid alltid stöta på problem som hindrar dem från att till och med göra det till marknaden. Medan naturgasen är riklig i vårt universum och kan härledas från vatten är det svårt att göra väte i tillräckligt stora mängder på grund av den energi som krävs för att göra det.

För att lösa detta, utarbetade Dr. Gerardine Botte of Ohio University en elektrolyserare som kan extrahera väte från urin med mindre energi. Med denna teknik hade Dr Botte uppnått potentialen att driva bilar med hjälp av väte från vår käke. Hon förklarar att eftersom väte är mindre bunden till urin än vad det gäller för vatten, kräver hennes uppgift bara 0,37 volt energi - eller mindre än hälften av energin hos ett AA-batteri - för att extrahera det från urea. Vatten å andra sidan kräver en betydligt kraftfullare energi vid 1,23 volt för att dess väte ska separeras. Med den lilla mängd energi som behövs för att separera väte från karbamid och vår urinförråd på 64 gram per person är en framtid för fordon som körs på blåsan kraft inte långt ifrån det omöjliga.

4 hjärnceller ur urin

I motsats till populär tro växer den vuxna hjärnan nya celler. Emellertid förstör neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons sjukdom mer hjärnceller än vi skapar, vilket leder till vissa hemska symptom som demens och depression. Var kan patienter av dessa försvagande sjukdomar förvärva nya hjärnceller för att fungera ordentligt? Forskare från Kina tror att de kan kissa dem. Duanqing Pei och hans team av forskare rapporterade att mänsklig urin kan användas för att odla nya hjärnceller.

I sin studie extraherade forskare cellerna från urinprover av tre olika givare och omvandlade dem till neurala stamceller, omogna hjärnceller som så småningom blev till glialceller eller neuroner. Cellerna odlades sedan och omprogrammerades till olika hjärnceller, av vilka några gjordes till faktiska mogna neuroner som kunde producera nervimpulser. Andra celler odlades för att bli stödjande glialceller som astrocyter och oligodendrocyter. Dessa odlade hjärnceller transplanterades sedan i nervsystemet hos nyfödda råttor. En månad efter transplantationen sågs hjärncellerna fortfarande vara levande och aktiva, men deras integration med den befintliga kretsen av råttans hjärna är fortfarande under studie.

Den största fördelen med denna metod är dess etiska fördelar. För närvarande överväger forskare embryonala celler för behandling av neurodegenerativa störningar, men många pro-life-grupper står emot att använda dem. Med denna nya metod kan forskare bara ta urinprover från givare eller patienter. När denna metod förbättras kan vi få bättre och snabbare behandling av neurodegenerativa störningar som är enkla, effektiva och etiska.

3 raketbränsle

Det finns en chans att vår nästa resa till rymden kommer att vara potadrivet, eftersom forskare från Radboud University i Nederländerna har utvecklat ett sätt att förvandla urin till raketbränsle. Mikrobiologen Mike Jetten säger att en typ av bakterier som växer och överlever utan syre kan konvertera urins ammoniak till hydrazin, en typ av raketbränsle.

Forskarna säger att de anaeroba ammoniumoxiderande ("annamox") bakterierna är ansvariga för denna fantastiska prestanda i naturen. Medan bakteriernas förmåga att omvandla ammoniak till hydrazin redan finns en allmän kännedom bland mikrobiologer, var de komplexa processerna som är inblandade i omvandlingen bara uträttade nyligen av Jetten och hans team, vilket öppnade möjligheten för en praktisk användning av bakterierna. Deras upptäckt uppmuntrar rymdprogram för att införliva användningen av den magnifika mikroben i våra framtida uppdrag till rymden. Med miljontals liter ammoniak producerad varje dag från badrumsbrott är forskarna hoppfulla att effektivt producera stora mängder raketbränsle från vår urin.

Eftersom rymdprogram som NASA ständigt drabbas av enorma budgetnedskärningar, vilket kan hindra banbrytande rymduppdrag, kan det vara svaret på mer kostnadseffektiva resor till den sista gränsen när man tittar på den här gyllene ideen att förvandla urin till raketbränsle.

2 Pig Pee Plast

Grisurin är för närvarande Danmarks mest äckliga dilemma. Landets 20 miljoner grisar producerar gallon och gallon urin per dag och miljön är inte så glad över det. Lyckligtvis erbjuder ett företag med namnet Agroplast en unik lösning på denna illaluktande situation. Medan vi verkligen inte vill att orden "grisurin" och "plastskedar" någonsin kombineras, planerar Agroplast att göra exakt det. Det danmarksbaserade företaget syftar till att minimera krångelskadorna genom att vrida urinföreningarna i plastprecursorer som används i skedar och plattor. Eftersom gris urin i sig inte har någon användning och är en ekonomisk börda att slänga, blir plast som tillverkas av substansen en mycket attraktiv lösning på den växande föroreningen som orsakas av grisurin.

Bioplast-plastmaterial tillverkat av biomassa källor - är inte ett nytt koncept. Människor har skapat dem i flera år från vegetabilisk olja, majsstärkelse och växtcellulosa. Bioplaster har dock visat sig vara dyrare att producera än de som framställs av fossilt bränsle. Agroplast hävdar att, till skillnad från andra bioplaster, att vända gris kissa i plast skulle kosta en tredjedel mindre att producera än fossila bränsleplaster.

1 Självläkande gummi

Brutna leksaker och plana däck är bara några brister i att använda gummi. Det är ett bekvämt stretchigt och mjukt material som kan formas till olika användningsområden, men när det utsätts för vissa omständigheter som värme, bryter det lätt. Inspirerad för att lösa dessa brister, vände franska fysiker Ludwik Liebler till urin för att skapa en fantastisk uppfinning som drogs rakt ut av sci-fi-gummi som läker sig själv.

Detta fantastiska material skapas genom att kombinera urea och vegetabilisk olja. När det är knäppt i två, kan detta distinkta gummi helt enkelt sitta fast ihop och omedelbart återvända till originalet. Liebler säger att hemligheten är fettsyrorna i vegetabilisk olja och deras reaktion på urea, vilket skapar ett material gjord av ett ojämnt molekylsystem som inte kristalliserar och blir styvt.

De möjliga användningarna av detta material är oändliga. Ännu ingenting mer än en science fantasy, självhälsande föremål, sådana sneakers, handskar, plånböcker och däck gjorda av denna magiska substans kan faktiskt vara nästa banbrytande steg i teknik. Eftersom urin och vegetabilisk olja är förnybara och lättillgängliga kommer massproduktion av detta underbara material inte att vara mycket av ett problem. Som det franska kemiska företaget Arkema nyligen har antagit denna innovation kan vi faktiskt sträva efter att ha självhanterande saker inom en snar framtid.