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广义生态材料领域貌似大有发展前途

已有 3339 次阅读 2015-12-17 20:30 |系统分类:观点评述

     首先先百度一下传统生态材料的定义:生态材料学是21世纪材料科学的重要研究方向,也是一个多学科交叉的新颖领域。生态材料是人类保护生存环境,实现材料工业可持续发展的有效途径,并已成为当前国内外研究的热点。


      疯子认为:这是一种从材料出发来定义的方法,本质上隶属于材料科学,而广义生态材料则是从生态学出发,进行材料设计和运用,就像飞机材料、建筑材料、、、一样,这才是正道,其本质上隶属于广义生态工程学。


     二者的合集在哪里呢?在一些简单运用的领域。例如赤泥,大家都知道赤泥是铝业副产品,主要有碱性赤泥即用拜耳法提取铝后剩下的残渣,富含氧化铁、二氧化硅、碳酸钠等等;酸性赤泥即硫酸法提取铝土矿后剩下的残渣,主要是碱式硫酸铁、氧化铁、二氧化硅、硫酸铝等。碱性赤泥比酸性赤泥多很多。其资源化方法很多但用量均很小,是典型国际难题危废。

      疯子把赤泥大规模用于河道治理,就是利用赤泥中含有大量氧化铁可提供晶格氧、有机酸和磷固定点位、碱性可抑制产酸菌促进硝化菌、硅源可促进硅藻繁殖的原理,和其他几种工业废弃物合作的产物。但是详细推敲下去,要解决的问题可不少,因为涉及技术我就不多说了,反正依然是动力学和热力学分析。这样一来,赤泥立即不是国际难题,而是钱钱。因为身份的原因,恕我只举出一个例子,实际上许多危废国际难题疯子我早已解决,大陆太黑不愿意拿出来摆显而已。


     二者的区分在哪里? 在一些比较复杂的领域。例如目前废水排水的环保标准提高了,COD和氨氮要降下去,但是微生物法处理后的废水BOD通常很低,使用藻类很难有效利用碳源,因此需要使用生态材料来设计辅助,从而将尾水藻类处理实用化。这就需要比较严格的生态学知识指导下,进行材料和工艺的设计,从而提出新工艺的发展方向和新材料的发展方向。样品现在不给看嘻嘻嘻。


     在一些十分复杂的领域,比如中大尺度水土的生态构建,比如满足人特殊需求的生态材料等等,概念就发生了很大变化,不再是废物资源化思想了,例如人造牙人造骨之类的。以人造骨为例,大家都知道比较好的方案是羟基磷灰石——金属钛梯度功能材料,骨中预埋血管空间。但精细一点思考,还存在许多问题比如疲劳失效问题如何解决,人造骨生物性能的调整,材料的成型问题、成本问题。。。。。。比如沙地改造用的生态材料,由于其属于自然——经济——社会大系统网络的东西,对经济成本要求又很苛刻,因此应当尽量考虑质能短链循环调度,例如人类密集地区合格污泥回到沙地去,那么涉及到的问题更复杂了:

1. 沙地保水肥技术和沙地各个尺度生态适当多样性构建技术,需要大时空尺度内可维持,且对临近区域的干扰可控可推演。

2. 经济生态状况比如经济产出的可靠性与安全及市场容量。

3.对当地文化影响状况。

4.上行部分——污泥近无臭无菌快速处理技术、干燥与运输技术、使用技术/经济性和经济容量限制与配额/文化社会意义。

5.下行部分——自然力迁移导致的地下、空气、径流等带来对周边及远方潜在风险等等的推演。


广义生态材料领域涉及学科很多,理论也很不完善,疯子预测有巨大发展空间。


   




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