ŽIVlJENJE V PrIhODNOSTI Trajnostne tehnologije, ki lahkoizboljšajo našo prihodnost

izobraževalno gradivo | chemgeneration.com

2

UVOD

Dragi bralec/-ka,verjetno se dnevno srečujete s konceptom trajnostnega razvoja, ki se pogosto omenja kot ključ za naše preživetje, našo prihodnost, v kateri bodo prihodnje generacije imele poglavitno vlogo. Toda izraz trajnostnost in koraki, ki jih mi in svet lahko naredimo, so pogosto celo za nas, odrasle, nejasni.

Cilj izobraževalnega gradiva Chemgeneration, ki ga izdaja podjetje BASF, je, da celovito predstavi metode trajnostnosti v jeziku mladih, še posebej znanstvene razvoje, ki lahko spremenijo mesta prihodnosti, porabo energije in našo prehrano: torej vsakodnevno življenje ljudi. Današnji učenci se bodo s temi razvoji v prihodnosti zagotovo srečali, saj bo zanje uporaba električnih avtomobilov, življenje v pasivnih hišah ter uporaba sončne in vetrne energije verjetno neizogibna.

Verjamemo, da šole in učitelji lahko veliko prispevajo k trajnostnemu razvoju, če trajnostnost predstavijo kot vrednoto za svoje učence in spodbudijo zanimanje za znanost, ki bo, skupaj z inovacijami, imela odločilno vlogo pri ohranjanju okolja in trajnostnem razvoju. Upamo, da bo ta mlada generacija z navdušenjem izbrala znanstveni poklic in bo motivirana, da deluje na področju trajnostnosti v svojem poklicu z najnovejšimi znanstvenimi orodji.

Želimo vam uspešno delo in veliko vedoželjnih učencev.

BASF zA izOBrAŽeVAnjein TrAjnOSTnOST

BASF KiDS’ LAB

namen podjetja BASF je ‘Ustvariti kemijo za trajnostno prihodnost’. Toda kaj to dejansko pomeni? Pomeni, da kot sestavni del družbe naše podjetje raziskuje in razvija inovacije, pri tem pa ima vedno v mislih načela in smernice za trajnostni razvoj. Tekom 150-letne zgodovine našega podjetja smo poskrbeli za številna tehnološka odkritja, ki spodbujajo trajnostni razvoj od inovativnih materialov, učinkovitejše rabe zelene energije, do modernih in okolju prijaznih avtomobilskih delov. Verjamemo, da lahko z uporabo sodobnih znanstvenih metod veliko naredimo za trajnostnost.

eden naših ciljev je popularizirati koncept trajnostnosti in znanosti, ki ima pri tem pomembno vlogo, še posebej pri mlajših generacijah, saj ključ do naše prihodnosti leži v njihovih rokah. zanje so bili razviti številni programi, s pomočjo katerih lahko dobijo osebne izkušnje iz razburljivega sveta znanosti in se hkrati tudi veliko naučijo o pomenu kemije pri trajnostnem razvoju našega sveta.

interaktivni program za otroke starosti od 6 do 12 let. Otrokom daje možnost, da raziskujejo svet kemije s pomočjo preprostih in varnih kemijskih eksperimentov, ki lahko vzbudijo njihovo zanimanje za znanost, še posebej kemijo. Brezplačnih kemijskih delavnic BASF Kids’ Lab, v Sloveniji poimenovanih Cvetka epruvetka, se je od leta 2012 pa do danes udeležilo več kot 3000 otrok.

We create chemistry

3

izOBrAŽeVALnA SPLeTnA STrAn CHeMGenerATiOn.COM

PrOGrAM CHeMGenerATiOn

PrirOčniK O TrAjnOSTnOSTi

Glavni cilji naše spletne strani, ki deluje že štiri leta, so vzbuditi zanimanje za znanost in predstaviti vlogo kemije v našem svetu, vključno s pomembnimi nalogami v zvezi s prihodnostjo človeštva in trajnostnim razvojem. Osrednji del so zgodbe o glavnih kemijskih odkritjih, na spletni strani pa je mogoče najti tudi najnovejše znanstvene inovacije.

Po uspehu, ki ga je doživela spletna stran Chemgeneration, leto za letom razvijamo programe, ki 14-18 let stare srednješolce spodbujajo k znanstvenemu razmišljanju in delovanju. Leta 2012 smo jim s pomočjo spletne igre Future City predstavili znanstvene tehnologije, ki tvorijo bistvene sestavne dele trajnostnega, sodobnega mesta. Leta 2013 smo srednješolce povabili, da se udeležijo tekmovanja Verižna reakcija, ki je spodbudilo njihovo znanje o fiziki in kemiji. Vsaka ekipa je

zgradila samodejno delujočo napravo z verižno reakcijo, ki je delovala na podlagi niza fizikalnih in kemičnih reakcij.

V šolskem letu 2014/2015 učence ponovno vabimo, da se udeležijo znanstvenega tekmovanja junaki prihodnosti je najti mlade izumitelje prihodnosti, ki bodo na kreativen način znanstvene inovacije uporabili za izvajanje okolju prijaznih rešitev. ekipe srednješolskih učencev morajo opraviti znanstveno raziskavo in

najti inovativno, trajnostno rešitev, ki bi lahko rešila težavo v njihovi lokalni skupnosti. Ta težava je lahko povezana z razsipanjem energije v šoli ali pretiranim ustvarjanjem odpadkov – dejstvo je, da je za rešitev teh težav treba uporabiti znanstvene metode. najboljše zamisli lahko služijo kot dobri zgledi in lahko navdušijo tudi druge, da naredijo spremembo in uporabijo trajnostne rešitve.

Priročnik, ki predstavlja tri poglavitne trende prihodnosti, vsebuje devet bogato ilustriranih znanstvenih člankov. Slednji razkrivajo odnos med trajnostnostjo in znanostjo na globalni ravni, ki najbolj vpliva na

naš svet, kot sta recimo uporaba energije ali vode. Učenci bodo v besedilih našli predstavitve najsodobnejših rezultatov raziskav in inovacij ter veliko zanimivih podatkov, ki bodo pritegnili njihovo

pozornost. znanstveni članki pomagajo pri delu tudi učiteljem, saj si lahko v njih preberejo vse o najnovejših znanstvenih odkritjih, s katerimi se pri svojem delu najverjetneje še niso srečali.

4

Hitra rast prebivalstva in rastoča mesta predstavljajo izziv za raziskovalce. Struktura mest se spreminja in njihove gradbene metode postajajo vedno bolj okolju prijazne. Pomembno je imeti svež zrak in trajnostno upravljanje z vodo, za kar so že bili podani nekateri navdušujoči znanstveni odgovori.

Preberi si o najnovejših ekoloških mestih, izjemnih metodah gradnje v prihodnosti, bioloških čistilnih napravah za vodo in možnostih razsoljevanja morske vode. Seznani se s posledicami onesnaževanja zraka in kako se boriti proti temu z najnovejšimi znanstvenimi tehnologijami.

5

UrBAnO ŽiVLjenje

6

Potrebe človeštva po vodi pa vse bolj naraščajo. Dandanes je potrebno vsak

dan zagotoviti vodo

`za piti, jesti in prati. Toda čez nekaj

desetletij si bo moralo

deliti precej manjše zaloge vode.

Prihodnost vode – kako lahko znanost pogasi našo žejo?

Ljudje in vsa druga živa bitja za svoj obstoj potrebujejo vodo. zaradi naraščanja svetovnega prebivalstva in zaradi podnebnih sprememb je vodnih virov na našem planetu vedno manj, tisti, ki so še ostali, pa so čedalje bolj onesnaženi. Ta članek razkriva, kako si znanost prizadeva za ohranjanje čiste vode.

Vsaka kapljica je dragocena

Voda je ena najboljpogostih snovi na zemlji.

Celo tako zelo pogosta, da je kar tri četrtine oziroma

71%planeta

POKriTeGA z VODO

?

Oceani, morja, jezera in reke so ogromni vodni viri, čeprav so tudi Severni in južni pol ter gorski ledeniki bogati z

zalogami vode v obliki ledu.

S

J

=Kako je torej mogoče, da kljub

tolikšnim vodnim virom v številnih delih sveta ljudje trpijo zaradi

pomanjkanja vode

Odgovor se skriva v dejstvu, da je le malo, zgolj skromnih

2,5% vodnih virov sladkovodnih in zatorej pitnih. Poleg tega je večina sladke vode pretežno zamrznjena v trajnih plasteh snega in ledu na ledenikih ali pa je zajeta

globoko pod zemljo, ujeta med skale in težko dostopna.

10 milijard ljudi

7 milijardamljudi:

7

Bogate puščavske države Bližnjega vzhoda uvažajo pitno vodo, ki prihaja iz kanadskih

in sibirskih jezer. To pomeni, da ta voda prepotuje pol sveta, preden pride do

končnih porabnikov. Podobno je v zDA, kjer prebivalci milijonskih mest pijejo vodo, ki je bila napolnjena tisoče kilometrov stran. Poslovneži, ki na veliko kupujejo vodne vire v

rusiji, Kanadi in Aljaski so novi milijonarji.

Po eni strani je to posledica podnebnih sprememb. Temperature

zemlje naraščajo, to pa se posledično odraža v ekstremnih

vremenskih razmerah, bolj pogostih sušnih obdobjih, krčenju površine jezer in sušnih povódjih. Po drugi

strani pa poraba vode ljudi, še posebno tistih, ki živijo v večjih

mestih, izrazito narašča. V številnih krajih poraba vode že narašča

hitreje, kot jo razpoložljivi viri lahko zagotovijo. Presenetljivo je, da kljub zastrašujočim dejstvom, luksuzna poraba vode še kar narašča. za namakanje golf igrišč, denimo, je vsak dan potrebne toliko vode, kot jo vsak dan porabi polovica

svetovnega prebivalstva.

najnovejše raziskave kažejo, da se v današnjem času

in da bo do leta

2050na našem planetu dovolj

vode le za polovicosvetovnega prebivalstva.

in

1 milijarda ljudi sooča z žejo

A zakaj se razpoložljivi vodniviri krčijo?

T. Boone Pickens, največji lastnik vode v zDA, je investiral

$100 milijonovv nakup vodnjakov in

vodnih vrelcev.V prihodnosti namerava za

$165 milijonovvodo prodati Teksasu.

Voda kot lastnina

Skupni odtis vode (m3/leto/prebivalstvo).

Poraba vode se meri z vodnim odtisom. Vodni odtis nacionalne porabe vode je opredeljen kot

skupna vsota pitne vode, uporabljene za proizvodnjo blaga in storitev, ki jih odjema

prebivalstvo neke države.

8

NASVETTako lahko prihranite vodo:!

• Namestokopeliserajeodločitezatuš!Ob nekaj minutnem tuširanju porabite za polovico manj vode, kot bi jo porabili, če bi želeli napolniti kopalno kad.• Medščetkanjemzobzapritepipoinse izognitenepotrebniporabivode!• Zazalivanjesobnihrastlinuporabitedeževnico namestovodeizpipe!• Domanamestitevarčnetušročkeinpipe!• Vgospodinjstvihsenajvečvodeporabipri splakovanju straniščnih školjk. Uporabljajte učinkovite,večstopenjskeWCkotličke!• Posodenepomivajtepodtekočovodo, namesto tega jo raje namočite, saj jo je tako velikolažjeočistiti!

Biomimetika:posnemanje narave

Živali, ki živijo v sušnih habitatih, so se prilagodile tovrstnim življenjskim

okoliščinam. V Afriki denimo živi hrošč, ki s pomočjo majcenih mikrovlaken na hrbtu svoje telo oskrbuje z vodo v obliki hlapov, ki so zjutraj prisotni v zraku. Ta inteligentna rešitev je bila navdih znanstvenikom, ki so

že razvijali samopolnilno steklenico za vodo, ki bi delovala na podoben

način: steklenica je pokrita s posebnim nanotehnološkim materialom, ki vlago

iz zraka usmerja v steklenico.

Kompleksna mreža cevi, kanalov in črpališč javnih vodovodnih sistemov, nam vsak dan zanesljivo zagotavlja oskrbo z vodo. Pritisk povpraševanja se odraža tudi kot porast prebivalstva in povečanje prehranskih navad, ki temeljijo pretežno na večjem uživanju vode.

Ker število prebivalstva narašča, je potrebno tudi nahraniti vse več ljudi. Le malokdo ve, da sta poljedelstvo in živinoreja razlog za največji del svetovne porabe vode: poljedelstvo predstavlja 80 % globalne porabe vode, kar pomeni, da je ravno tu potrebno drastično zmanjšanje porabe vode.

zaradi tega so številne raziskave in napredni poizkusi usmerjeni v iskanje odgovora, kako pridelati dovolj hrane ob manjši porabi vode. V našem članku “Več hrane za manj vode” si lahko podrobneje preberete o tej tematiki.

zaradi hitre urbanizacije postaja oskrbovanje ogromnih mest z vodo čedalje težja naloga. Brez vode lokalna podjetja ali industrija ne bi mogli delovati. za gašenje požarov, občinske parke injavna kopališča so potrebne ogromne količine vode.

Voda je bistvo sodobnega življenja

Koliko vode se porabi za pridelavo vaših priljubljenih živil?

1 rezina kruha = 48 litrov vode

1 hamburger = 2393 litrov vode

1 rezina sira = 152 litrov vode

1 ploščica čokolade = 1720 litrov vode

1 jabolko = 82 litrov vode

1 skodelica kave = 132 litrov vode

1 kos pice = 1216 litrov vode

1 kg govedine = 15,415 litrov vode

9

Ali ste vedeli

zato se ljudje že dolgo trudijo, da bi morsko vodo spremenili v pitno. To se da narediti s postopkom razsoljevanja. Preprosto destiliranje so uporabljali že v 4. stoletju p.n.š., a zahteven postopek večkratnega vretja vode, hlajenja in kondenziranja hlapov, pridobljenih na ta način, zahteva veliko energije.

Snovalci mega mest prihodnosti se strinjajo, da bi morali sodobni megalopolisi reciklirati vodo na različne načine. Morda ima južna Azija še najdaljšo tradicijo uporabe deževnice. Tokyo Skytree, najznamenitejši nebotičnik na japonskem, ki v višino meri 634 metrov in je druga najvišja stavba na svetu, ima v nižjih nivojih kleti velikanske cisterne, v katerih je prostora za do 2.600 kubičnih metrov deževnice. Ta pametna rešitev pomeni dovolj brezplačne vode, s katero je možno ohlajati stavbo in splakovati straniščne cisterne.

Poleg tega zelene strehe stavb v mestih nimajo zgolj estetskega namena. Večina njih so pravzaprav inovativne rešitve za izrabljanje deževnice, ki hkrati izboljšujejo energetsko bilanco stavb, kakovost zraka in mestno ekologijo. zelene strehe lahko vsrkajo in reciklirajo deževnico, medtem ko se nekateri onesnaževalci kopičijo v sadilnem mediju. intenzivna zelena streha lahko zadrži do 75 % padavin in na ta način zmanjša količino deževnice, ki odteče in konča v kanalizaciji.

Ultrafiltracijske membrane Multibore®, ki jih je razvila hčerinska družba nemškega podjetja BASF, so se že izkazale kot učinkovite v številnih razsoljevalnicah. Membrana služi kot varna pregrada pred zaustavljenimi trdnimi delci, bakterijami, virusi in drugimi mikroorganizmi, hkrati pa dosledno zagotavlja visoko raven kakovosti filtratov, celo v primerih, kjer se sestava izvirne vode spreminja.

Bolj varčna oblika razsoljevanja temelji na obratni osmozi, kjer je morska voda pod visokim pritiskom potisnjena skozi delno prepustno membrano in kjer se posledično voda loči od soli. Da bi bil lahko ta postopek bolj učinkovit, je kemija ključnega pomena.

je morska voda rešiteljica človeštva?Morja in oceani so največja skladišča vode na zemlji,

Po napovedih specialista v industriji, organizacije Global Water intelligence

(GWi), bo 14% svetovnega prebivalstva lahko zadovoljilo svoje

potrebe po vodi s pomočjo postopkov

razsoljevanja v letu 2025. Danes jih

to lahko stori le 1%. Trenutno v

120 državah obstaja

17.000 razsoljevalnih obratov, vendar pa naj bi se njihovo število

močno povečalo.

Blagoslov iz nebes

?Trenutno se največ deževnice uporabi na Kitajskem in v Braziliji. V teh državah deževnico na strehah stavb zbirajo zato, da lahko zagotavljajo pitno vodo, vodo za gospodinjstva, vodo za živino, vodo za manjše namakalne sisteme, pa tudi zato, da povečajo zaloge podtalnice.

•

10

inovativna obdelava vodeTako premajhne količine kot nizka kakovost vode povzročijo resne težave.

Situacija je še posebej kritična v mestih ter v državah v razvoju. V Buenos Airesu denimo so reke izjemno onesnažene. V indijski Kalkuti se prebivalstvo spopada s fekalnim onesnaženjem in povišano ravnijo arzenika v podtalnici. Stanje na Kitajskem je prav tako zaskrbljujoče:90 % podtalnice v mestu je onesnažene.

največji izziv razvijalcem predstavlja razvoj postopkov, ki bi po eni strani zagotovili manjšo onesnaženost še čiste vode, po drugi strani pa bolj učinkovito prečiščevanje že onesnažene vode.

BASF, nemško kemijsko podjetje, nudi raznovrstne storitve za obdelavo vode na različnih področjih. emulzija zetag®

Cationic se lahko uporabi pri obdelavi industrijskih odpadnih voda, pa tudi pri široki paleti situacij ločevanja trdnih in tekočih snovi. zaradi velike molekularne mase ima izjemne tehnične lastnosti, ki vodijo k znižanju stroškov predelave odplak. Hitro delujoča tekočina se uporablja predvsem za prečiščevanje industrijskih odpadnih voda v papirni, tekstilni in usnjarski industriji, pa tudi v živilski industriji in v pivovarnah.

Membrana Multibore®, ki jo je razvilo eno BASF-ovih hčerinskih podjetij, je primerna za prečiščevanje odpadnih voda, predvsem za njihovo fi ltracijo. Voda se potisne skozi izjemno majhne 20-nanometrske pore, ki so tritisočkrat

tanjše od človeškega lasu. Ta metoda spodbuja zdravje in čistočo na resnično mikroskopski ravni. rezultat takšne fi ltracije je homogena tekočina.

BASF je prav tako razvil svojo revolucionarno fi ltracijsko membrano za prenosni sistem za prečiščevanje vode iz družine LifeStraw, ki lahko prečisti onesnaženo vodo in odstrani viruse ter bakterije. na tak način se lahko prečisti celo voda iz umazanih luž, ribnikov ali rek. Sistem je bil od leta 2008 že večkrat uporabljen na območjih naravnih katastrof, kjer je ljudem v stiski zagotovil pitno vodo.

Približno

2.5 milijardiljudi ima težave zaradi uživanja

onesnažene vode in zaradi slabe dnevne oskrbe s čisto vodo.

odpadnih voda po svetu konča neposredno v rekah,

jezerih ali morju, ne da bi bile predhodno prečiščene

Ali ste vedeli? NAMIGPranje avtomobila brez vode? !

Tako imenovani živi stroji se lahko uporabijo tudi pri prečiščevanju odpadnih voda. V teh sistemih razčlenjevanja onesnaževalcev ne delajo le bakterije, pač pa tudi ekološka skupnost 2-3000 vrst, vključno z algami, polži, školjkami, raki rastlinami in ribami. Ti organizmi onesnaževalce zaužijejo kot hrano, ti pa se nato zadržijo v njihovih telesih.

za pranje enega avtomobila se porabi 200 litrov vode. Kljub temu pa že obstaja možnost pranja avtomobilov brez vode, kjer se za čiščenje uporabljajo blage kemikalije ali para. Poiščite te varčnerešitvevvašemvsakdanjemživljenju!

• •

80%

11

Kemija vodeVoda je zelo vsestranska snov

Voda je zelo vsestranska snov: je odlično topilo, večina za življenje najbolj pomembnih procesov poteka v vodni raztopini, voda pa je tudi najbolj pogost reaktant. Voda ima v številnih pogledih zelo raznolike lastnosti: največjo gostoto ima nekje pri 4 stopinjah Celzija, zaradi česar ledeniki plavajo na površini vode, živa voda pa zmrzuje od zgoraj navzdol. njena druga posebnost je viskoznost oziroma notranje trenje, ki se pod tlakom linearno ne spreminja: najprej se zmanjša, nato poveča. Viskoznost vode je razmeroma velika in se ob naraščanju tempera-ture znatno zmanjša.

NAMIGPranje avtomobila brez vode?

Ali ste vedeli?Kje je lažje plavati? Hladna voda je bolj viskozna, zato se je v njej težje premikati. Kljub temu pa je zaradi večje gostote na njeni površini lažje plavati.

edinstvena značilnost vode je tudi ta, da so zaradi visoke napetosti površine vodne kapljice sferične. Voda lahko vsrka, shrani in odda ogromne količine toplote. Ta lastnost se uporablja tudi v industriji, zaradi svoje vloge pri

podnebnih kompenzacijah pa je pomembna tudi v naravi. V kemičnem smislu je destilirana voda čista oblika vode, ki ne vsebuje topljencev ali drugih elementov, ki jih vsebujejo naravne sestavine mineralne vode. Uživanje večjih količin vode, iz katere so bili odstranjeni ioni (oziroma vode, ki ima nizko vsebnost ionov), ni zdravo, saj se na tak način pomembni ioni “odplaknjeni” iz telesa.

•

12

čist zrak – z znanstvenimi metodamiena najhujših posledic povečane urbanizacije je onesnažen zrak, kar je postalo v zadnjih desetletjih še posebno zaskrbljujoče. raziskovalci preučujejo številne metode, s pomočjo katerih bi zrak dovolj prečistili za ljudi, ki živijo v mestih. Prav tako bi na ta način podprli trajnostni razvoj v nenehno rastočih velemestih.

Večina človeških dejavnosti povzroča porabo energije in posledično onesnaženje zraka. Pri elektrarnah, industrijski proizvodnji, kmetijstvu, ogrevanju domov in transportu se v zrak spuščajo škodljive snovi, ki ne vplivajo le na zdravje ljudi, pač pa tudi na ozračje našega planeta. Tako imenovani toplogredni plini, kot sta ogljikov dioksid (CO2) in metan (CH4), ustvarjajo okrog zemlje neke vrste ovoj, ki zadržuje toploto. Toplota, ki jo oddaja sončna svetloba, ne more v celoti zapustiti ozračja, to pa vodi v njegovo segrevanje in v podnebne spremembe. Ogljikov dioksid je v ozračju zemlje prisoten v konstatnih koncentracijah. Količina ogljikovega dioksida v zraku se že dalj časa ohranja v ravnotežju, četudi je vedno prihajalo do nihanj. zaradi človeških dejavnosti se je ob začetku prejšnjega stoletja to ravnotežje premaknilo, znanstveniki pa pravijo, da je sedaj raven ogljikovega dioksida že zelo blizu točke, od koder ne bo več vrnitve. za obdelavo ogljikovega dioksida iz zraka so zadolžene rastline: uporabljajo ga kot hranilo in ga pretvarjajo v kisik. Ta je ključnega pomena za preživetje drugih živih bitij, vključno s človekom. Vendar pa je težava v tem, da se zemljin rastlinski plašč čedalje bolj krči: 7 milijonov hektarjev gozdov je bilo skrčenih zaradi širjenja mest in za namene proizvodnje lesa, kar prav tako ruši ravnovesje.

Poleg tega, da predstavlja breme za okolje, je onesnažen zrak izjemno škodljiv tudi za človeško zdravje. Številne druge nevarne snovi, ki v zrak pridejo na primer iz avtomobilskih izpušnih plinov, povzročajo bolezni. če je denimo v zraku visoka koncentracija dušikovih oksidov (nO2), kot posledica sončne svetlobe nastane ozon. To, skupaj z ogljikovodiki in trdnimi delci, vodi v nastanek smoga, ki nad mesti lebdi tako kot na primer v Los Angelesu. Po oceni Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) vsako leto zaradi učinkov onesnaženega zraka umre 700 tisoč ljudi.

SMOG POSTAjASTALniCA V MeSTiH

Ali ste vedeli?čeprav za deževne gozdove velja, da so pljuča planeta zemlja, večino kisika proizvedejo plankton in alge, ki živijo v oceanih. zato onesnaženje voda prav tako pomembno vpliva na kakovost zraka.

•

Ali ste vedeli?Živina je prav tako eden od krivcev za globalno segrevanje: v črevesju prežvekovalcev se v ogromnih količinah tvori metan. Proizvodnja enega kilograma govedine skupni vsoti toplogrednih plinov doda 36 kg ogljikovega dioksida – enaka količina, s katero zrak onesnaži povprečen evropski avtomobil na relaciji250 km.

•

13

zemljevid svetovnega ekološkega odtisa jasno kaže, da je onesnaženje zraka največje na gosto poseljenih območjih. Vir: http://environment.nationalgeographic.com/environment/energy/great-energy-challenge/global-footprints/

zdi se, da je največji izziv zmanjšanje količin ogljikovega dioksida, kar lahko dosežemo na dva načina. Po eni strani lahko znatno zmanjšamo emisije. V tem trenutku se to ne zdi izvedljivo: kljub temu, da so bili sprejeti mnogi ukrepi za zmanjšanje uporabe fosilnih virov energije in za večjo uporabo alternativnih virov energije, to ne more zagotoviti bistvenih sprememb pri ravni onesnaženja zraka v naslednjih nekaj letih. Druga možnost je, da se najde način za namensko uporabo ogljikovega dioksida, tako da se ga ekstrahira iz zraka. na tisoče znanstvenikov se že ukvarja s temi rešitvami – tokrat z obetavnimi rezultati.

Dejstva & številke

50 % - polovica človeštva je vsak dan izpostavljena nevarni ravni onesnaženega zraka.

14

UKrOTiTi SOVrAŽniKA

OGLjiKOV DiOKSiD KOT reŠiTeLj zeLene enerGije

Obstajajo različni poskusi, kako uporabiti ogljikov dioksid, od procesov majhnega obsega do velikih industrijskih rešitev. Le malokdo se zaveda dejstva, da kemična industrija že predela precejšnje količine CO2. To pomeni, da se ogljikov dioksid, ki v industrijski proizvodnji nastaja pretežno pri izgorevanju ali kemičnih reakcijah, ne sprosti v zrak, pač pa se po prečiščenju uporabi v različne namene. Ogljikov dioksid, ki nastane pri tovrstnih postopkih, se uporabi za proizvodnjo mineralne vode, pa tudi pri modificiranem atmosferskem pakiranju, proizvodnji plastike, kot osnovna sestavina pri umetnih gnojilih in celo pri proizvodnji zdravil.

četudi sprva morda zveni nenavadno, lahko CO2, ki sicer velja za škodljivega, odigra vlogo pri izboljšanju učinkovitosti obnovljivih virov energije. Dandanes lahko obnovljivi viri energije proizvedejo več elektrike, kot se jo v danem trenutku lahko vključi v omrežje. Shranjevanje presežne energije, ustvarjene na tak način, je izjemno drago in včasih celo nemogoče. nov kemični postopek, ki se mu reče sistem “power-to-gas” (P2G)

in katerega ključni element je sam ogljikov dioksid, lahko reši to težavo. Prek fizikalnih in kemičnih postopkov se lahko presežek energije v dvostopenjskem procesu transformira v naravni plin (metan), pri čemer se CO2 uporabi kot reaktant. najprej se presežek zelene elektrike uporabi kot energijski vložek za pretvorbo vode (H2O) v vodik (H2) in kisik (O2). Vodik nato reagira s CO2 in tvori metan (CH4).

Dejstva & številke

Kot je splošno znano, je metan (sicer glavna sestavina plina iz premoga) dober zbiralnik energije, ki ga je mogoče enostavno speljati v obstoječe omrežje zemeljskega plina in ki se ga lahko nato uporablja, kadar je to potrebno. Ta metoda tako predstavlja varčen način shranjevanja zelene energije.

Več kot30 milijard tonCO2 vsako leto proizvedejo ljudjepo vsem svetu.

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

15

POSneMAnjenArAVe: UMeTen LiST

DOBer POSeL: UPOrABA OGLjiKOVeGADiOKSiDA zA PrOizVODnjO GOriVA

OGLjiKOV DiOKSiD KOT SinTeTičnA PLinSKA SUrOVinA (SynGAS)

Ogljikov dioksid se lahko uporabi za proizvodnjo metanola, ki se ga lahko uporabi kot gorivo pri tako imenovani ogljično nevtralni metodi. islandsko podjetje je odprlo prvi obrat za proizvodnjo metanola iz CO2, kjer uporabljajo geotermalno energijo vročih vrelcev kot naravni vir energije. načrt podjetja je nekega dne oz. CO2 proizvesti do 50 milijonov litrov tega alkohola letno. Uporabi se ga lahko denimo za ustvarjanje energije v gorivnih celicah ali pa se ga kot primes lahko doda v bencin.

za izrabo ogljikovega dioksida kot gorivo obstajajo tudi druge rešitve. Tri nemška podjetja, BASF, Linde in ThyssenKrupp, so pred kratkim začela projekt, katerega cilj je proizvodnja sintetičnega plina iz ogljikovega dioksida in vodika v inovativnem dvostopenjskem postopku. V prvem koraku z novo visoko-temperaturno tehnologijo obdelajo naravni plin, da dobijo vodik in ogljik. V primerjavi z drugimi postopki ta tehnologija proizvede minimalne količine CO2. Vodik nato reagira z večjimi količinami CO2 (ki nastane v drugih industrijskih procesih), iz česar nastane sintetični plin oziroma syngas. Ta je ključna surovina v kemični industriji, primerna pa je tudi za proizvodnjo goriv.

Mlad znanstvenik po imenu julian Melchiorri se je letos domislil senzacionalne iznajdbe za nevtralizacijo ogljikovega dioksida: z uporabo svile, posebne beljakovine in snovi, ki jo na-jdemo v algah, je ustvaril umeten list, ki fotos-intezo opravlja enako kot prave rastline. izum, ki za delovanje potrebuje le svetlobo, ogljikov dioksid, ki je prisoten v zraku, pretvarja v kisik. Umeten list je videti zares imenitno, zato ga je moč uporabiti za prekrivanje zunanjih in notranjih sten stavb, ki bi tako lahko kon-tinuirano izrabljale emisije ogljikovega dioksida v mestih. Prilagojen je dolgotrajnemu življenju

v prostoru, zato ima lahko ključno vlogo pri vesoljskih raziskavah. znanstveniki namreč ne vedo, ali bi lahko organske rastline preživele in uspevale izven našega ozračja, tako kot bi od njih to pričakovali ljudje. če naj bi namreč človeštvo nekoč začelo poseljevati vesolje, bi morali tisti, ki bi živeli na drugih planetih, proizvesti svoj lasten kisik. zaradi tega je celo nASA izkazala interes za ta izum.

Vir: Društvo za kemijski inženiring in biotehnologijo (DeCHeMA - Society for Chemical engineering and Biotechnology)

110 milijonov Od vseh svetovnih emisij CO2 se jih še približno 110 milijonov ton trenutno uporablja kot kemične surovine.

Kot

kaž

ejo

najn

ovej

ši re

zulta

ti zn

anst

veni

h ra

zisk

av, r

ecik

liran

je o

gljik

a ne

bi l

e om

ililo

stop

njo

ones

naže

nost

i zra

ka, p

ač p

a bi

cel

o re

šilo

kriz

o vi

rov

ener

gije

– n

a tr

i mož

ne n

ačin

e.

16

čiščenje zraka v velikih količinahedinstvene tehnične rešitve so bile zasnovane za ciljno čiščenje zraka v velikih mestih. Te rešitve nas ne obvarujejo zgolj učinkov ogljikovega dioksida, pač pa nas lahko zaščitijo tudi pred strupenimi plini.

nemški izumitelj Götz Hüsken se je recimo domislil ideje, da bi bilo treba cestne površine prekriti s titanovim dioksidom. Ta bi ob fotokatalitski reakciji, ki se zgodi kot posledica UV žarkov v sončni svetlobi, razčlenil za zrak škodljivi dušikov dioksid. S takšno rešitvijo bi se raven dušikovega oksida v zraku lahko zmanjšala celo do 45 %.

izum, ki se ga je domislil nizozemski inovator Daan roosegaarde, bi skoraj dobesedno „posesal” zrak nad mesti. On bi rad predstavil celo serijo parkov, ki bi zakrili nize bakrenih

tuljav. Te, tako kot čistilci zraka, izrabljajo s statiko nabite pozitivne površine za izsesavanje delcev ogljika iz ozračja. Ko bo pilotni projekt še letos začel delovati, naj bi po ocenah ustvaril 40 metrov široko luknjo čistega zraka s približno 75 odstotkov manjšo onesnaženostjo. V načrtu ima celo zbiranje ogljikovih saj: en del naj bi jih predelal v umetne diamante, kar je alkimijski trik, skoraj tako impresiven kot sesanje smoga. če mu bo načrt uspel, bi Pekingu morda celo uspelo doseči cilj in do leta 2017 postati mesto brez smoga.

17

V ta namen je že bilo izdelanih nekaj inovativnih avtomobilskih delov, vključno z okolju prijaznimi katalitskimi pretvorniki, ki jih je razvil BASF in ki se sedaj uspešno uporabljajo v več tisoč avtomobilih. Filter, ki je vgrajen v izpušni sistem vozila, med delovanjem izvaja večstopenjsko kemijsko reakcijo. Med tem postopkom se tri ključne sestavine v sistemu emisij (ogljikovodik, ogljikov monoksid in dušikov dioksid) skoraj popolnoma pretvorijo v ogljikov dioksid, dušik in vodo.

znano kemijsko podjetje razvija katalitske

pretvornike tudi za vozila z dizelskim motorjem in za motorna kolesa, kar prav tako lahko znantno prispeva k znižanju količine emisij. njihova najnovejša rešitev za zmanjšanje onesnaženosti zraka je patentirani katalizator PremAir®, ki prizemni ozon, glavno sestavino smoga, pretvarja v kisik. Ko zrak teče skozi radiator vozila, PremAir® katalizira reakcijo, ki ozon pretvarja v kisik. V tem postopku se izkoristijo ogromne količine zraka, ki gredo skozi radiator vozila.

Onesnaženje zraka, ki ga povzročajo vozila, lahko bistveno zmanjšamo tudi, če

fosilna goriva zamenjamo z alternativnimi gorivi. Trenutno so električna in hibridna vozila najboljša alternativa tradicionalnim motornim vozilom, čeprav so raziskovalci že izdelali tudi avtomobile na vodni pogon (oziroma natančneje: vodik, ki nastane pri razgradnji vode) ali na stisnjen zrak. za več informacij o prihodnosti prevoza si preberite naš članek z naslovom „nove perspektive v prometu”.

SODOBnA VOziLA = čiSTejŠi zrAK

za30 odstotkov

onesnaženega zraka so kriva prevozna sredstva,

zato bi se lahko kakovost zraka izboljšala

tudi z zmanjšanjem avtomobilskih

izpustov.

18

“KeMijA zrAKA “

zrak je precej bolj zapleten sistem, kot si lahko predstavljate: njegova glavna sestavna dela sta dušik (78 %) in kisik (21 %), vsebuje pa tudi več fi ksnih in variabilnih koncentracij plinov iz različnih naravnih in umetnih virov. Žveplov dioksid (SO2) recimo lahko nastane pri vulkanski aktivnosti, prisoten pa je tudi pri izpušnem dimu in izgorevanju premoga. zaradi slednjega so koncentracije žveplovega dioksida vedno nekoliko višje pozimi, kar ima za posledico tudi povečano število napadov astme pri ljudeh.

V zraku so vedno prisotni tudi vodni hlapi in vodne kapljice, v katerih se zgoraj omenjeni plini raztapljajo. Ob tem nastajajo

kisle usedline, čeprav so pri topnih plinih možne tudi številne druge reakcije.

V bolj hladnih krajih so v zraku prisotni tudi drobni ledeni kristali. njihova površina je izvrsten katalizator, ki je prav tako odličen za razgradnjo ozona.

Med drugimi trdnimi snovmi so zdravju najbolj nevarni odpadni delci, še posebno PM2,5 oziroma delci s premerom manjšim od 2,5 mikrona. Ti vstopijo v pljuča in po telesu prenašajo kovinske in organske kontaminante, ki se vežejo na njihovo površino.

+ +N(78%) (21%)

So 2o2

19

20

Sodobna mesta prihodnostiizrazito naraščanje svetovnega prebivalstva se je začelo odražati v naraščanju števila in območij mest. izračuni kažejo, da bo do leta 2050 75 % človeštva živelo v megalopolisih oziroma ogromnih velemestih. Ta predvidljiv proces je že sprožil razprave znanstvenikov o mestih, primernih za bivanje. raziskovalci razvijajo nove tehnologije, ki nam bodo v prihodnosti pomagale živeti v inovativnih in trajnostnih mestnih okoljih, ki bodo lahko zadovoljila tudi družbene potrebe.

MeSTA z nOVeGAViDiKA

radi verjamemo v to, da so tovarne in industrijski obrati odgovorni za onesnaženje okolja in naraščajoče potrebe po virih energije, vendar niso: za to so kriva velika mesta. Morda se zdi neverjetno, a velika mesta predstavljajo kar dve tretjini celotne porabe energije na svetu. Trenutno je najbolj poseljeno mesto na svetu Tokio, kjer živi skoraj 13 milijonov ljudi oziroma 10 % celotnega japonskega prebivalstva. Prejšnje dejstvo vas ne preseneča več, kajne? Glavno vprašanje, ki si ga postavljajo raziskovalci, je, kakšna vrsta razvoja bi nam pomagala zmanjšati porabo energije v teh velemestih in s pomočjo kakšne metode bi lahko ta množično poseljena mesta naredili bolj prijetna za življenje.

Veliko rešitev je v stavbah. Ogromni nebotičniki so bili do sedaj zgolj arhitekturna čudesa, ki smo jih občudovali le zaradi njihove višine, a stavbe nove generacije so drugačne. Ogromni nebotičnik v Londonu, ki se imenuje Shard, recimo ni zgolj poslovni in pisarniški objekt, ki funkcionira zgolj čez dan, pač pa je kar “vertikalna vas”: znotraj njega se nahajajo stanovanja, restavracije in hotel. najvišja stavba na svetu, dubajski Burj Khalifa, ki se ponaša s kar 828 metri višine, ponuja še več: v njem so stanovanja, trgi, parki, restavracije, hoteli in trgovine, vse znotraj ene same stavbe. Vse vrste družabnega življenja se odvijajo na enem mestu. če si torej zaželite skodelice kave, vam ni potrebno iti v kavarno v sosednji ulici, pač pa se z dvigalom samo odpeljete v drugo nadstropje.

Trenutno je najboljposeljeno mesto nasvetu Tokio, kjerživi skora

13 milijonov ljudi oziroma

10% celotnega japonskega prebivalstva.

21

MeSTO MASDArnajvečje okoljsko ozaveščeno in ekološko mesto se gradi v Arabskih emiratih. Porabilo bo le četrtino energije in vode, ki bi jo porabilo podobno veliko mesto. V 25 letih bosta prihranjeni 2 milijardi ton surove nafte. Kako jim to uspe? V skladu z načrti bo nad mesto nameščen ogromen sistem sončnih celic v obliki dežnika. Ta bo čez dan proizvajal energijo, ponoči pa se bo zaprl. Ta »tovarna energije« bo pomagala prihraniti približno 175.000 ton CO2 vsako leto. Poleg projektov sončne energije Masdar razvija tudi eno največjih vetrnih elektrarn na morju na svetu. Seveda dajejo dodaten poudarek na gradbene materiale, kjer so jim v precejšnjo pomoč inovativne konstrukcijske rešitve BASF. Fazno spremenljivi materiali, ki so integrirani v omete in mavčne plošče, ali pa polistiren in poliuretan, ki se ju uporablja za izolacijske pene, so lahko dobra alternativa klimatizaciji. Poleg tega črni pigmenti, ki se jih uporablja za strešne obloge, vsrkajo le majhno količino infrardečih žarkov, zato preprečujejo segrevanje temnih površin. Poleg varčevanja z energijo se tudi odpadki sortirajo in reciklirajo, organski odpadki pa se uporabijo za kompost. Mesto prav tako izvaja okolju prijazne transportne koncepte. Do leta 2025, ko bo v celoti zgrajeno, naj bi imelo mesto 40.000 prebivalcev, sprejelo pa bo še 50.000 vozačev oziroma dnevnih migrantov.

načrtovalci ne snujejo le inovativnih stavb, pač pa tudi projekte v velikosti celih mest. V južni Koreji se na 610 hektarjih gradi mednarodna poslovna cona Songdo (Songdo international Business zone). Ta naj bi postala tehnološko najbolj napredno in okolju prijazno mesto na svetu z bivanjskimi objekti, šolami, bolnišnicami, poslovnimi stavbami in kulturnimi objekti. To je tudi prvo mesto na svetu, ki je upravljano prek iT omrežja, kjer se vse, od naročanja živil do zdravniških pregledov, lahko opravi na daljavo, prek računalniškega omrežja. Mesto bo imelo40 % zelenega pasu, velik poudarek pa bo na pešcih in kolesarjih. Parki ne bodo imeli le estetske funkcije, pač pa bodo preprečevali nastajanje toplotnih otokov v mestih: ko povišanje temperature zaradi stavb vodi v poslabšanje kakovosti zraka. Celotno mesto je zgrajeno po načelih okolju prijazne zasnove. Ta vključuje poraščene zelene strehe, ki preprečujejo odtekanje meteorne vode in spodbuja biotsko raznovrstnost, energijsko varčne LeD semaforje, celo podzemni sistem zbiranja odpadkov, ki bo odpravil potrebo po tovornjakih za odvoz smeti. Pametni urbanizem stremi k ohranjanju kratkih razdalj in k razvoju sofisticiranega sistema za recikliranje ter okolju prijaznega lokalnega prometnega sistema. razsoljena morska voda in reciklirana voda se dovajata v vodovodni sistem, ki z vodo oskrbuje polovico mesta. Podobna ekološka mesta se že gradijo na Kitajskem in v indiji.

Poleg luksuznih sosesk so imeli oblikovalci v mislih tudi revnejše četrti brez elektrike in čiste vode, ki so precej izpostavljene učinkom naravnih sil. Inovacije omogočajo hitre in poceni gradnje, medtem ko stabilne in fleksibilne strukture ljudem nudijo varne domove. V Ciudad de México, glavnem mestu Mehike, so denimo zgradili 10.000 novih domov in pri tem uporabili dodatke za beton BASF, ki so znatno zmanjšali čas, potreben za strjevanje betona, kar je bistveno znižalo stroške gradnje.

One World Trade Centereden najvišjih nebotičnikov v zDA in v svetu meri

541 metrov v višino,

zgrajen pa je bil leta 2013 v new yorku.

z uporabo zelene tehnologije BASF je bila ustvarjena stabilna in vzdržljiva struktura. Beton The Green Sense Concrete je omogočil okoljske

prihranke – z več kot

113.500 litrisladke vode bi lahko napolnili

6000 kopalnih kadi.

S to novo tehnologijo se lahko prihrani osem milijonov kilovatnih ur, kar je enako

skoraj 340.000 kilogramom fosilnih goriv, s tem pa se lahko prepreči tudi precej več kot 5 milijonov kilogramov emisij CO2.

22

TerrAFOrMinG – PreSeLiMOseNaDrugPlaNet!

GrADnjA PriHODnOSTi

Ljudje se zavedamo dejstva, da smo zemljo “prenaselili”, zato smo na drugih nebesnih telesih začeli iskati nove kraje za življenje. Do sedaj smo koncept terraforming lahko gledali zgolj v znanstvenofantastičnih filmih, vendar pa je možno, da bodo ljudje v prihodnosti s pomočjo znanosti in tehnologije lahko spreminjali ozračje, temperaturo in topografijo planetov, zato da bi jih naredili bolj primerne za bivanje ljudi. Med doslej znanimi planeti se zdi Mars s tega stališča najbolj primeren,

kljub temu, da je njegova povprečna temperatura 60 stopinj pod ničlo, svetlobe pa je tudi precej manj kot na zemlji. Skupine raziskovalcev so že razvile večstopenjske načrte za izvajanje. najprej bi morali zvišati temperaturo, posledično pa bi se začel topiti sneg in sproščati ogljikov dioksid, vezan v prsti. zrcala, ki v orbiti krožijo okrog Marsa, bi lahko še dodatno okrepila učinek tople grede. Po tem bi posadili rastline, ki bi proizvajale kisik.

zaradi okoljske in energetske zavesti postajajo inovativne arhitekturne rešitve čedalje bolj pomembne. Glavni razlog za onesnaženje zraka v večmilijonskih mestih so namreč emisije onesnaževal, ki nastajajo kot posledica rabe energije v gospodinjstvih. Ob reševanju tega vprašanja so se začele pojavljati tako imenovane pasivne hiše, ki jih je čedalje več. Te stavbe so posebne zato, saj so zgrajene iz okolju prijaznih materialov in na osnovi okolju prijaznih tehnologij, ki prispevajo k precejšnjim prihrankom energije in hkrati zmanjšujejo onesnaževanje okolja. To je najlažje doseči z zmanjševanjem ali popolnim odpravljanjem sistemov ogrevanja, tako da se uporabijo sodobni izolacijski materiali. izolacijska pena BASF neopor je ena takih materialov: od podobno narejenih izolacijskih materialov se razlikuje po

tem, da so grafitni delci dodani surovemu polistirenskemu materialu, ki oddaja toplotno sevanje. Pomembno je, da ne vsebuje halogeniranih ogljikovodikov, zaradi česar je prav tako okolju prijazen. izolatorji, narejeni iz tega materiala, so za 20 % bolj učinkoviti od drugih izolatorjev. za preprečevanje uhajanja toplote skozi okna je bil razvit poseben sistem trojno zastekljenih plastičnih oken, ki omogoča za 20 % boljšo izolacijo, če se čez okno namesti folija BASF s posebnimi pigmenti. Poleg toplotne izolacije je pomembna tudi metoda uporabe toplote. če ste že kdaj videli takšno stavbo, potem ste verjetno na strehah opazili solarne panele; a poleg uporabe sončne energije se v ogrevalnih sistemih uporablja tudi toplota iz tal.

23

TOPLOTnA STenAzA SHrAnjeVAnje

Zvenineverjetno,aBasFjenašelrešitevtudizato!Obstaja fazno spremenljiv material znotraj mavčne stene, ki ponoči uporablja toploto, ki jo je absorbiral čez dan. Kako je to mogoče? Mikroinkapsulirani parafin zajame toploto, ki jo nato sprosti. Material se topi pri 23-26 stopinjah, zaradi fazne spremembe pa lahko vsrka znatno količino toplote iz okolja. Tako sobna temperatura vedno ostaja enaka. Pozneje, ponoči, se zaradi zniževanja temperature parafin strdi in v okolje sprosti uskladiščeno toplotno energijo.

razvoj se nikoli ne konča: po izsledkih najnovejših raziskav bodo ultra-moderni izolacijski materiali lahko v toploto pretvorili celo zvočne valove. Ob inovativnih gradbenih materialih so razvijalci mislili tudi na prihodnost hiš. z uporabo nanotehnologije so razvijalci lahko izumili posebno zaščitno plast, ki delcem preprečuje, da bi se zalepili na površino, zato se na zunanjo stran stavb ne morejo nalagati onesnaževalci. zidna barva BASF ima hidrofilne lastnosti, kar pomeni, da privlači vodo. Posledično se ob močnem deževju vodne kapljice razporedijo po površini stene in

takoj sperejo umazanijo, ki se nalepi nanjo. Po dežju tanka lepljiva vodna prevleka hitro izhlapi in tako prepreči nastanek plesni in alg. Po zaslugi nanotehnologije v prihodnosti prav tako ne bomo več potrebovali polken, saj obstaja čedalje več pametnih stekel, ki prenašajo svetlobo, ne pa tudi toplote. V poskusu smo med dve stekli namestili poseben gel, ali pa so bile steklenemu materialu primešane različne spojine kot so srebrni halogenidi, ki v odvisnosti od intenzivnosti svetlobe potemnijo. A v tem primeru se je toplota prenašala skozi steklo. raziskave so že tako

napredovale, da je bila razvita struktura iz stekla, obogatena z niobijevim oksidom, v katero so bili vstavljeni nano kristali indij-kositrovega oksida. Ta kombinacija lahko ločuje in uravnava odvajanje vidne svetlobe in infrardeče toplote. Tako v poletnih mesecih infrardečim žarkom preprečuje vstop v prostor skozi steklo, pozimi pa jim to dovoli. na ta način se lahko znatno zmanjša poraba energije. V tem trenutku je proizvodnja takšne tehnologije še vedno precej draga, možno pa je, da bo v prihodnosti postala izvedljiva.

24

Ali ste vedeli?Biomimetika je združevanje biologije in inženiringa. Njen glavni cilj je posnemati izume narave z upoštevanjem struktur in mehanizmov v organizmih. Arhitekti vročično preučujejo gradbene strategije termitov, saj ta majcena bitja lahko gradijo nasipe z odpiranjem in zapiranjem odprtin za hlajenje in ogrevanje, v katerih lahko pridelujejo svoje primarno živilo, glivo, ki je zelo občutljiva na temperaturo. S posnemanjem tega koncepta bi se lahko stroški energije v stavbi občutno znižali.

•

Pri načrtovanju nove stavbe oblikovalci čedalje bolj upoštevajo naraščajoče število potresov in razvijajo različne tehnologije proti temu. izdelava sten, odpornih na vibracije, je bistvenega pomena, to pa se lahko doseže z vgradnjo prožnih lesenih in jeklenih nosilcev in stebrov. Poleg tega jeklena struktura, ki je vgrajena v spodnji del hiše, zagotavlja absorpcijo zemeljskih vibracij. Lahke hiše in hiše, izdelane iz jekla, se ne sesedajo tako, kot se to dogaja pri hišah iz trde opeke.

25

PAMeTen BeTOn

za vodo je beton najbolj pogosto uporabljan material na svetu, zato je bilo zelo pomembno, da ga razvija BASF. zaradi dodatkov in materialov za popravilo betona je bilo lažje proizvajati beton, ki je postal tudi bolj odporen in sta se zato lahko zmanjšali tako poraba virov kot poraba energije. Podaljšala se je tudi življenjska doba stavb, obdobje gradnje pa se je skrajšalo.

26

POHiŠTVO nOViHDiMenzij

recikliranje papirja je moč zaslediti povsod po svetu. Pomislite zgolj na dejstvo, da je za proizvodnjo ene tone papirjapotrebnih300tonvode!Danesželahko najdemo knjige, papir in celo WC papir, izdelan iz recikliranega papirja. O tej ideji so razmislili tudi oblikovalci in tako se je na prodajnih policah že znašlo pohištvo iz papirja. Morda to zveni neverjetno, a takšno pohištvo je precej bolj trpežno kot si lahko mislite. Da niti ne omenjamo, da prevoz tako lahkega pohištva zahteva veliko manj energije in da se ga lahko po tem, ko ga zavržete, ponovno uporabi. Ker dele pohištva lahko pritrdite skupaj z lepljenjem in prepogibanjem, ga z lahkoto lahko vsak sestavi doma. BASF-ovi razvijalci so leseno pohištvo

ponovno preučili z vidika varovanja okolja. razvili so material Kaurit@Light na osnovi lesa, zaradi katerega so deske za pohištvo do 30 % lažje, medtem ko njihova nosilnost ostaja enaka. Proizvajalcem so ljubše nove deske, narejene iz vezanih plošč, penjenih polimerov in lepila Kaurit@, saj so precej lažje, zato so stroški poštnine in dostave manjši, potrebne pa je tudi manj embalaže.

V domovih prihodnosti bo imela plastika čedalje večjo vlogo. Materiali, ki jih je ustvaril človek, nas obdajajo povsod, na vseh področjih našega življenja. Proizvajalci pohištva imajo tudi radi ta material, saj je po zaslugi tehnologije

doživel različne inovativne razvojne faze. BASF je razvil “ultra” tekočo plastiko, ki postane pri 230 stopinjah zaradi posebnih nanodelcev dvakrat bolj razredčena v primerjavi z drugimi podobnimi izdelki. Tako se lahko z energijo varčuje že pri njihovi izdelavi. Poleg tega se pri vlivanju v kalupe ta nova plastika hitro strdi, kar bistveno skrajša postopek proizvodnje. z nagrado okronan dizajn za stol MyTO je narejen iz prav tega materiala. Še več, narejen je bil iz enega samega kosa plastike, kar pomeni, da nima dodanih nobenih kovinskih vijakov. Oblikovalci so tako resnično naredili okolju prijazen kos pohištva nenavadne oblike, ki je trpežen in ga je moč reciklirati.

Recikliranje papirja je moč zaslediti povsod po svetu. Pomislite zgolj na dejstvo, da je za proizvodnjo

papira

1 tonepotrebnih

vode!300 ton

27

SAMOOBnOVLjiViMATeriALi

Lahek in tog material, ki se imenuje titan, se proizvaja s kondenzacijo paraformaldehida in oksidianilina pri 250 stopinjah. Druga vrsta polimera, Hydro, je visoko elastičen gel, ki se proizvaja pri nizkih temperaturah. Obe vrsti polimerov se da reciklirati, sta pa tudi odporni na topila, čeprav v kislem mediju postaneta plastična in se ju da preoblikovati. ne pokata, zato predstavljata revolucijo v proizvodnji letal in avtomobilov, pa tudi v celotni elektronski industriji. S preoblikovanjem teh materialov je mogoče ustvariti nove polimerne strukture, ki so za 50 % bolj čvrste in tudi lažje.

znanstveniki so na področju sintetičnih polimerov iznašli dve novi vrsti polimerov, ki so izjemno močni, imajo samoobnovljive lastnosti in se jih da tudi reciklirati.

28

NeMečitestraNODPaDkOV!

z inovativnimi mestnimi razvojnimi iniciativami znanstveniki skušajo ustvariti bolj trajnosten svet, a njihova prizadevanja so zaman, če človeštvo ne bo začelo spreminjati svojega načina življenja. Ljudje, še posebno prebivalci velikih mest, živijo zelo potratno: porabijo preveč energije in vode, proizvedejo veliko nepotrebnih dobrin, posledično so tudi njihove zaloge prevelike in ustvari se veliko odpadkov. na srečo obstaja upanje, saj se “stranski produkti” oziroma odpadki, ki jih proizvedemo, lahko reciklirajo na presenetljive načine. Biti moramo le dovolj odločni in kreativni. Visoko tehnološke rešitve so se začele pojavljati tudi na področju upravljanja z odpadki in v centralnih čistilnih napravah, pričela pa se je tudi modernizacija orodij, ki se jih uporablja za transport in predelavo odpadkov.

V evropski uniji se letno ustvari 1.3 milijarde odpadkov. če to vemo, potem je nujno, da razvijemo in začnemo uporabljati inovativne tehnologije, s pomočjo katerih bomo ustvarili manj

odpadkov. Pomembno je tudi, da jih recikliramo, saj to pomeni, da se bodo ti materiali ponovno pretvorili v nove izdelke ali surovine ali celo energijo. Postopek je usmerjen v varčevanje z naravnimi viri ter v manjšo porabo lesa, vode in energije. Da bi lahko to dosegli, je bila razvita strategija za upravljanje z odpadki, ki je povezana s 3 glavnimi načeli. Pa poglejmo, kaj topomeni!Najprejjepotrebnozmanjšatikoličinoodpadkovinse po možnosti izogniti tudi njihovemu ustvarjanju. Potem je potrebno ponovno uporabiti materiale, bodisi v njihovi izvirni ali pa spremenjeni obliki. Tretji korak je recikliranje, kar pomeni, da se material ponovno uporabi v neki drugi obliki. Vse te možnosti so koristne in ekološke in če bi se ljudje bolj osredotočili nanje, potem bi naredili velik korak k preprečevanju te težave. K temu lahkoprispevatetudinadnevniravni!ločevanjeodpadkovježeprisotno v marsikaterem gospodinjstvu, a žal ne jemljejo vsi tega dela dovolj resno.

V Evropski uniji se

lETNo ustvari

odpadkov

1.3 milijarde

Ali ste vedeli?S stiskanjem plastenk PET:stroški pošiljanja – 75 %količina izpustov Co2 - 50-90 %se lahko zmanjšajo na račun manjše potrebe po transportu. Del njih se ponovno uporabi v tekstilni industriji kot surovina za oblačila (kot je denimo flis).

•

Ločevanje odpadkov je veliko bolj učinkovito kot klasično zbiranje odpadkov, saj na ta način ponovno postanejo možni nadaljnja obdelava, recikliranje in predelava surovin iz odpadkov.

29

Ločevanje odpadkov je veliko bolj učinkovito kot klasično zbiranje odpadkov, saj na ta način ponovno postanejo možni nadaljnja obdelava, recikliranje in predelava surovin iz odpadkov. Prav tako ločevanje odpadkov zmanjša količino odpadkov na odlagališčih, zato se življenjska doba teh podaljšuje. Tile materiali se zbirajo ločeno: plastika, steklo, kovina in papir. Upoštevati moramo dejstvo, da lahko stare elektronske naprave vsebujejo škodljive snovi (svinec, živo srebro, krom), ki lahko onesnažujejo zrak ali vodo in posledično povzročajo druge težave. Okolju prijazno ravnanje z odpadki prav tako vključuje kompostiranje, odlaganje in manj sprejeto metodo, sežiganje odpadkov. Organski odpadki zelenjave se v okolju razgradijo sami, a jih prav tako lahko uporabimo za kompost. Da bi ta proces olajšali, so pri BASFu ustvarili kompostno vrečko za smeti. A kako se plastična vrečka razgradi? Odgovor se

skriva v sestavinah materiala. ena od komponent delno temelji na polimlečni kislini, ki se jo pridobiva iz koruznega škroba. Ta kombinacija ustvarja prožno plastiko, iz katere se lahko proizvajajo vrečke za smeti. Pod nadzorovanimi pogoji, kot sta višja temperatura ali vlažnost, mikroorganizmi, glive in bakterije prenašajo material do bioodpadkov, vode, ogljikovega dioksida in biomase oziroma do dragocenega komposta. Ta plastika ne služi le kot kompost, pač pa je odlična tudi za izdelavo bioplina. Ta nastane, ko se organski materiali razgradijo s pomočjo anaerobnih bakterij, ki za presnovo in razmnoževanje ne potrebujejo zraka. Tako ustvarjena zmes plinov vsebuje približno 45-70 % metana, ki se ga lahko uporablja zaradi visoke vsebnosti energije. zato so na številnih živinorejskih kmetijah postavljeni bioreaktorji, ki v duhu samooskrbe proizvajajo energijo za kmetijo.

ODGOVOr Se SKriVA V SeSTAVinAH MATeriALA

30

HiŠA iz ODPADKOV

Madžarska iznajdba, s pomočjo katere se iz odpadnih materialov proizvajajo plastične deske. Imenuje se SYlRoCK, gre pa za homogen material, ki je odporen na kisline, alkalije in vodo. Njegov čas razgradnje je 400 let, kar pomeni, da je zelo obstojen. Za njegovo proizvodnjo se uporabljajo tako gospodinjski kot industrijski odpadki.

Možnosti njegove uporabe so neskončne. Tako se denimo iz njega lahko naredi vrtno ali ulično pohištvo. Za proizvodnjo ene deske je potrebno 340 kg smeti, kar je veliko, a

je na srečo oziroma na žalost veliko smeti povsod: samo v Evropski uniji je

1 milijon kiloton odpadkov, s katerimi je potrebno nekaj storiti.

PLASTičnAKeMijA

S kemijskega stališča je plastika izjemno raznolika skupina, ki ima za skupni imenovalec makromolekularno strukturo. Makromolekule so sestavine z veliko molekularno maso in vsebujejo eno ali več gradbenih enot. Teh enot, ki so med seboj povezane, je lahko na tisoče. Seveda pa molekule plastike nikoli nimajo enake velikosti, obstaja pa povprečna molekularna masa, s katero molekule opišemo.

Termoplastika

Termoset

GlEDE NA PREDEloVAlNE lASTNoSTI:

1.

2.

linearne

Razvejane

Zamrežene

GlEDE NA oBlIKo:

1.

2.

3.

RAZlIČNE VRSTE PlASTIK lAHKo RAZVRŠČAMo V SKUPINE GlEDE NANJIHoV IZVoR:

1.

2.

Pretvorjene iz naravnih makromolekul (rastline – celuloza, škrob; živali – beljakovine)

Umetno ustvarjene (postopnarast ali verižni polimeri)

31

V zADnjiH15 LeTiHSe je UPOrABA BiOPOLiMerOVPOVečALA zA10 % LeTnOznačilnosti osnovne plastike lahko spreminjamo z različnimi dodatki kot so mehčala, katalizatorji, zaviralci korozije, zaviralci gorenja, polnila / gradniki, maziva, zaviralci staranja, itd.Dandanes biorazgradljivi polimeri oziroma krajše biopolimeri postajajo vse bolj pomembni. Med njimi sta najpogostejši surovini škrob in (poli)mlečna kislina. V zadnjih 15 letih se je uporaba biopolimerov povečala za 10 % letno. Polimlečna kislina je obetavna surovina, ki ima širok spekter uporabnosti. Pod ustreznimi pogoji se razgradi (hidrolizira) na enote mlečne kisline razmeroma hitro, končna proizvoda naravne razgradnje pa sta voda in ogljikov dioksid.

32

rastoča populacija ljudi zahteva rastoče potrebe po energiji, kar predstavlja izziv za raziskovalce. znanost je razvila veliko metod, s katerimi bi lahko inovativno uporabljali energijo in izkoriščali obnovljive vire energije na bolj učinkovit način.

Preberi si o revoluciji na področju razsvetljave, svetlobnih virih, ki zahtevajo vedno manj energije, skoraj neskončnih možnostih alternativnih energij in o varčevanju z energijo ter okolju prijaznih metodah na področju prometa.

33

PAMeTnA enerGijA

34

OGrOMNIh kOlIčINAh

fosilnih goriv,ki smo jih pokurili

v zadnjemstoletju

Preverjeni viri energijeznanost je lahko pri inovativni uporabi energije v veliko pomoč. eden glavnih ciljev raziskovalcev je razvoj alternativnih metod za uporabo že obstoječih virov energije na bolj učinkovit in okolju bolj prijazen način v prihodnosti, s čimer bi se na svetu zagotovil trajnostni razvoj.

OD KOD PriDe enerGijAin KAM Gre?

na tisoče let so se ljudje lahko zanašali samo nase. nato so začeli uporabljati stroje na živalski pogon. A če se danes ozrete okrog sebe, težko najdete kakršno koli orodje, ki za delovanje ne potrebuje sodobnega goriva. Gospodinjski aparati, televizijski sprejemniki, računalniki in razsvetljava vsi potrebujejo elektriko; naša vozila prav tako potrebujejo industrijsko pridelana sintetična goriva. edina težava pri tem je, da ljudje za njihovo proizvodnjo uporabljajo fosilna goriva: energijo pridobivamo ob izgorevanju oglja in nafte. zaradi rasti prebivalstva in naraščajočega števila sodobnih mest se je tudi naša poraba energije bistveno povečala: domove je

potrebno ogrevati in hladiti, javne stavbe in industrijski obrati potrebujejo vse več energije, potrebno je zagotoviti javni prevoz, konec koncev pa potrebujemo tudi javno razsvetljavo, ki porabi polovico energije, ki jo potrebuje mesto.

zaradi vedno večje porabe energije je energetskih zalog zemlje čedalje manj. zgodi se lahko, da nam bo kmalu zmanjkalo fosilnih goriv, ki se ne obnavljajo tako hitro. Potrebnih je namreč na tisoče let, da se rastline in živali globoko v zemlji razgradijo in spremenijo v energetsko bogate surovine, mineralna olja in premog. Spregledati ne gre niti dejstva, da prekomerna raba energije

tudi resno škoduje okolju: dim iz tovarn in avtomobilski izpušni plini vsebujejo znatne količine ogljikovega dioksida in številne druge onesnaževalce, pa tudi toplogredne pline, ki uhajajo v ozračje. Vse to resno vpliva na prihodnost našega planeta.

znanstveniki so to spoznali že nekaj desetletij nazaj, zato vse pozivajo k varčevanju z energijo. Prav tako razvijajo inovativne in vizionarske energetske koncepte za prihodnost. Želijo si najti načine, kako bolj učinkovito uporabljati energetske vire in izboljšati delovanje alternativnih virov energije.

35

nAŠA eDinA MOŽnOST: UPOrABA OBnOVLjiViHVirOV enerGije VeTrnA enerGijA

Tako imenovani obnovljivi viri energije, ki nastanejo kot posledica medsebojnega vplivanja naravnih pojavov, se v manjšem obsegu uporabljajo že stoletja: z energijo vetra in vode poganjamo mline, medtem ko se sončna in geotermalna energija uporabljata za ogrevanje vode. čas je, da pozornost ponovno usmerimo na tovrstne rešitve, saj imajo velik potencial, ob tem pa nam znanost lahko pomaga, da jih še bolje izkoristimo in ustvarjamo elektriko na okolju bolj prijazen način.

eden od obnovljivih virov energije je veter, kateremu v zadnjih desetletjih posvečamo vse več pozornosti. Vse več vetrnih elektrarn se gradi s pomočjo sodobne tehnologije, da bi lahko kar najbolje izkoriščale ogromen potencial vetra. V letu 2013 je bila energetska kapaciteta vetra 318 GW, kar je skoraj desetkrat toliko, kot je bilo pred desetimi leti.

Vetrna energija se zajema in predeluje v vetrnih elektrarnah, kjer lahko več vetrnic najdemo eno poleg druge. njihovo delovanje je sila enostavno: listi rotorja, ki zajemajo veter, so povezani s turbino, te pa proizvajajo elektriko. čista energija se lahko ustvari ne le za stanovanjske stavbe, pač pa tudi za cela mesta. Med državami Srednje in Vzhodne evrope se lahko romunija pohvali z izjemno proizvodnjo vetrne energije. Kapaciteto le-te je v enem letu povečala za 1,5-krat, kar pomeni, da je v letu 2013 z vetrnicami proizvedla že za 2599 megavatov energije.

Dejstva & številke

9 % - Vetrna energija naj bi po ocenah do leta 2020 zagotavljala več kot 9 % svetovne oskrbe z elektriko. Trenutno se ta številka giblje okrog 2,3%.50 % - Danska je po količini proizvedene vetrne energije vodilna država na svetu. Skoraj eno tretjino energije, ki jo potrebuje, proizvedejo vetrne turbine. Ta delež se bo kmalu zvišal na 50 %.

36

Pri VeTrniH TUrBinAH Se UPOrABLjA CeLA SerijA inOVATiVniH MATeriALOV

ŽeTeV VeTrne enerGije ViSOKO nAD OBLAKi

Materiali in trpežnost listov vetrnice bistveno vplivajo na učinkovitost vetrnih turbin, saj so pri 90 metrih višine vetrnice lahko izpostavljene vetru, ki doseže hitrost tudi do 300 km/h. zato so inženirji podjetja BASF, nemške kemične industrije, razvili visokotehnološki premaz, ki je prožen, odporen in odbija sončne UV žarke. zaščitni premaz relest® ohranja stabilnost tudi v najbolj ekstremnih vremenskih razmerah in se ne lomi dol z listov vetrnice. njihova življenjska doba je tako daljša, proizvodnja okolju prijaznih energij pa je zaradi tega cenejša. Poleg tega se pri vetrnih turbinah uporablja cela serija inovativnih materialov BASF, kot je denimo dvokomponentni sistem, ki ga sestavljajo epoksi smola in utrjevalci za proizvodnjo rezil rotorja, pa tudi posebni fugirni materiali za stolpe in temelje vetrnic. Te izboljšave omogočajo gradnjo ogromnih vetrnih turbin: trenutna rekorderka je vetrna turbina s127 metri premera, ki ima 60 metrov dolge lopatice vetrnih turbin.

industrija vetrne energije se naglo razvija: ideje o izkoriščanju moči vetra visoko nad oblaki so že v razvoju. V prihodnosti bi za proizvodnjo energije že lahko uporabljali zmaje, lahka letala in balone. ena takih elektrarn prihodnosti je tudi inovacija Wind Turbine Airborne. Gre za 10 čevljev (cca 3

metre) visoko cilindrično turbino, napolnjeno s helijem, ki ima v sredini propeler. naprava na helijev pogon se lahko dvigne tudi do 300 metrov visoko, kjer veter piha močneje, zato se lahko izkoristi več energije. električna energija, ki jo proizvede propeler, se preko kabla prenese do generatorja na tleh.

90 M

eTr

iH

HiTrOST VeTrA300KM/H

37

SOnčnA enerGijADruga čista oblika energije je sončna energija, ki se jo lahko uporabi zahvaljujoč posebni opremi. eno so solarni paneli, ki energijo sonca pretvarjajo v toploto, drugo pa so sončne celice, ki sončno energijo pretvarjajo v elektriko. Dandanes ni nič novega, če ta steklena čudesa vidimo nameščena na strehah hiš, saj je postalo njihovo nameščanje bolj ekonomično, prav tako pa se jih lahko enostavno poveže na domači sistem oskrbe z električno energijo. Uporaba sončnih celic v naših domovih je pametna izbira: ne le zato, ker prihranimo denar pri računih za elektriko, pač tudi zato, ker z njimi lahko zaslužimo. Višek energije, ki jo s pomočjo sončnih celic proizvedemo in ne uporabimo, lahko odkupijo dobavitelji električne energije. Uporaba sončne energije na industrijski ravni je lahko še bolj koristna. zato so bile v državah, kjer imajo veliko sonca, zgrajene ogromne sončne elektrarne, kjer se lahko uporabi tudi do 120.000 sončnih celic, ki lahko proizvedejo do 2.000 megavatov sončne

energije letno. Tolikšna količina zadostuje za oskrbo 700 gospodinjstev z elektriko. A kako se pravzaprav iz sončne svetlobe ustvari elektrika? Sončna oziroma fotovoltaična celica je električna naprava, ki neposredno pretvarja energijo svetlobe v elektriko na osnovi fotovoltaičnega učinka. za postopek pretvorbe je najprej potreben material, ki absorbira sončno energijo (foton), nato dvigne raven energije elektronu, po tem pa usmeri tok tega elektrona v povišanem energetskem stanju v zunanji tokokrog. Solarne celice vsebujejo dve vrsti materialov: p-tip in n-tip polprevodnikov. Določene valovne dolžine svetlobe lahko spodbudijo elektrone v polprevodnikih, iz česar izhaja, da pridejo elektroni do n-odhodne tračne »luknje«, pozitivni nosilci naboja pa v p-tračne. Ker se nasprotno nabite plasti medsebojno privlačijo, se lahko ponovno spojijo skozi zunanji tokokrog, kar se zgodi zaradi možnega potencialnega koraka med njimi.Fotovoltaična tehnologija ni bila ne dovolj

zmogljiva ne stroškovno učinkovita, da bi se lahko postavila ob bok drugim virom energije. zato je naloga znanosti, da razvije takšne rešitve, s pomočjo katerih bo lahko sončna energija postala konkurenčna ustaljenim virom energije. Ker je izkoristek sončnih celic v veliki meri odvisen od kakovosti materialov, ki se uporabljajo v procesu, je kemično podjetje BASF razvilo rešitve, ki pomagajo pri proizvodnji energije: na primer silicijeve rezine in tehnološko tanke plasti ter produkti za sončno energijo kot so solarni paneli in celice. Proizvajajo na primer kemične dodatke, s pomočjo katerih je proizvodnja silicijevih rezin bolj natančna in cenejša. Prav tako pa razvijajo edinstvene UV-stabilne plastične materiale, ki lahko nadomestijo aluminijsko ohišje solarnih panelov. Sončne celice lahko tako bolje kljubujejo vremenu. Poleg tega cela paleta posebnih lepil in izolacijskih materialov nemškega podjetja zagotavlja trajnost in trpežnost sončnih celic.

38

Ali ste vedeli?Sonce razpolaga z ogromnimi količinami energije: energija, ki jo v eni uri proizvede sonce, bi lahko zadostovala za skupno letno porabo energije celotnega človeštva, če bi bili sposobni to energijo v celoti uporabiti.

•

Dejstva & številke

1248gigavatnih ur – tolikšna je količina elektrike, ki so jo leta 2013 proizvedle sončneelektrarnepo svetu.

Obstajajo tudi sončne elektrarne, kjer se sončna energija usmerja s pomočjo premičnih zrcal oziroma heliostatov, s pomočjo katerih se neposredno ustvarja toplota. Takšnim elektrarnam pravimo sončno-termalne elektrarne. največja takšna elektrarna, ki se razteza čez 1500 hektarjev, se nahaja v puščavi Mojave, na meji med zveznima državama Kalifornija in nevada v zDA. Kapaciteta 300.000 zrcal znaša 392 megavatov, kar lahko z energijo oskrbi 140.000 gospodinjstev. največja solarno-termalna elektrarna v evropi je Planta Solar 10, ki se nahaja v mestu Sevilla v Španiji.

V DiMniKzAPrTO SOnCe

Sočni vetrni stolp, znan tudi kot solarni dimnik, je nova alternativa na področju obnovljivih virov energije. izum temelji na tisoč let starem dejstvu, da se topel zrak pomika navzgor. Takole deluje: zrak se segreva s pomočjo sončne energije. Ta znotraj dimnika ustvarja navpični tok zraka, ki premika vetrne turbine stolpa, to pa ustvarja energijo. Trenutno imajo tak stolp na Kitajskem, čeprav še kar nekaj drugih držav načrtuje gradnjo podobnih stolpov, kot denimo v avstralski puščavi, kjer je zrak pri tleh zelo vroč. če gre verjeti načrtom, bo z višino med 750 in 1000 metri to eden najvišjih objektov na svetu.

39

Ali ste vedeli?Neusahljiva moč vode se lahko za proizvodnjo energije uporabi tudi v primeru počasneje tekočih rek. Na to metodo se sicer rado pozablja, čeprav je že bila v uporabi v 13. stoletju v elektrarnah, ki so izkoriščale moč plimovanja. Stvar je v tem, da energijo gibanja vode med plimo in oseko izkoriščajo manjše vodne turbine. Ta okolju prijazna rešitev se je od 19. stoletja dalje čedalje manj uporabljala, vse od obdobja industrializacije, saj tovrstne elektrarne niso bile tako učinkovite kot mineralna olja in oglje.

•

Dejstva & številke

20 %svetovne energije na letni ravni se ustvari v hidroelektrarnah.

MOč VODe

energija vode se razlikuje od drugih oblik obnovljivih virov energije, saj je stalno na voljo; veter ne piha vedno, sonce pa tudi sveti samo čez dan. Voda, po drugi strani, nikdar ne neha teči, zato predstavlja veliko bolj stabilen vir energije. ni naključje, da je ta ekološki vir energije najbolj razširjen: skoraj 20 % elektrike na svetu se proizvede s pomočjo energije vode, kar je približno 2030 teravatnih ur (TWh). To je stokrat več kot znaša kapaciteta

trenutno delujočih vetrnih elektrarn. Po nekaterih ocenah naj bi na svetu v celoti razpolagali z desetkrat večjim vodnim potencialom, kar pomeni, da obstajajo še neraziskana področja. zaradi deročih gorskih rek so največje uporabnice vodne energije norveška, Švica, italija, Švedska in Finska. ravno zaradi tega je norveška vodilna država v svetu na področju izkoriščanja obnovljivih virov energije.

Moč vode se izkorišča v hidroelektrarnah, kjer jezovi navadno reki zaustavljajo tok reke, energija rečne vode pa se s pomočjo vodnih turbin in električnih generatorjev pretvarja v elektriko. Poleg tega obstajajo tudi elektrarne na morske valove, ki izkoriščajo kontinuirano valovanje morja. čeprav na tem področju še niso izkoriščeni vsi potenciali, energetski strokovnjaki trdijo, da bi se lahko 15 % svetovne elektrike

proizvajalo s pomočjo valov morij in oceanov. Gre za ogromne količine energije, kar dvakratnik tega, kar trenutno proizvajajo jedrske elektrarne po vsem svetu. Vse to kaže, da je naloga sedanjih inženirjev, pa tudi tistih v prihodnosti, ponovno izkoriščanje naravnih tehnologij, pa tudi vzpostavljanje bolj učinkovitih ekoloških elektrarn ob uporabi sodobnih materialov in naprednih računalniških sistemov.

40

enerGijA je POVSOD, Le VeDeTi MOrAMO, KAKO jO UPOrABiTi

enerGijAODPADKOVBioplin postaja vse bolj pomemben dejavnik pri proizvodnji energije. Ta se lahko proizvaja iz regionalno dostopnih surovin kot so reciklirani odpadki. Ti so prav tako obnovljiv vir energije, v večini primerov pa ustvarijo zelo majhen ogljični odtis. Bioplin nastaja ob

anaerobni prebavi anaerobnih bakterij oziroma ob fermentaciji biorazgradljivih snovi kot so gnoj, odplake, komunalni odpadki, biološki odpadki, rastlinske snovi in poljščine. Plini metan, vodik in ogljikov monoksid lahko zagorijo ali oksidirajo ob prisotnosti kisika. Ob

takšnem sproščanju energije se bioplin lahko uporabi kot gorivo, pa tudi za kakršno koli ogrevanje, tudi za kuhanje. V plinskem motorju se lahko uporabi za pretvarjanje energije plina v elektriko in toploto.

Ob vse večji raznoliki rabi obnovljivih virov energije znajo kreativni raziskovalci proizvesti energijo na prav osupljive načine. za uporabo kinetične ali mehanske energije potrebujete recimo le kanček domišljije in nekaj inovativnih znanstvenih rešitev. V nekaterih mestih so

na asfalt oziroma na pločnike nameščeni senzorji, ki izkoriščajo energijo korakov mimoidočih. najbolj uspešna iniciativa je bila predstavljena na Olimpijskih igrah v Londonu. Od takrat so podobni energetski pločniki v uporabi tudi v izraelu, francoskem mestu Toulouse ter

v Tokiu. Še bolj zanimiva je odločitev kreativnega lastnika disko kluba, ki je na nizozemskem začel uporabljati prvo trajnostno plesišče, ki izkorišča kinetično energijo gibov, ki jih ustvarijo plesalci, in ki iz tega s pomočjo generatorjev proizvaja elektriko.

?

41

KineTičnOnOGOMeTnO iGriŠče

NeMečitestraN!

Pred kratkim so v Braziliji odprli prvo kinetično nogometno igrišče. Pod zelenico je nameščenih približno 200 energetskih zbirnih ploščic, ki gibanje igralcev izkoriščajo za proizvajanje elektrike. Okrog igrišča so prav tako nameščeni solarni paneli. 80 % energije, ki se čez dan porabi na igrišču, proizvedejo solarni paneli, medtem ko kinetične ploščice zagotavljajo 100 % oskrbo z energijo ponoči.

raziskovalci prihodnosti so si enotni, da bodo obnovljivi viri energije in zgoraj omenjene rešitve lahko le delno rešili prihajajočo energetsko krizo: varčevanje z energijo in zmanjševanje svetovnih potreb po energiji so vsaj toliko pomembni. izračuni kažejo, da se bodo, če bomo še naprej potratni, potrebe človeštva po energiji do leta 2030 podvojile, kar pomeni, da se bodo podvojili tudi izpusti ogljikovega dioksida. A če začnemo z energijo varčevati, se bo povpraševanje po njej povečalo le za 16 %.

Prebivalci mest nosijo veliko odgovornost pri varčevanju z energijo, saj levji delež energije porabijo prav mesta. Spremeniti se morajo tudi industrijski obrati, saj porabijo precej več energije kot gospodinjstva. njihova naloga je, da razvijejo lastne tehnologije in optimizirajo svoje procese ter tako zmanjšajo svoje potrebe po energiji. Ta proces se je že začel, saj je velik del industrijskih obratov že pričel z modernizacijo in varčevanjem energije.

16%

če zAčneMO z enerGijO

varčevati, se bo povpraševanje po njej

povečalo le za

Dejstva & številke

53 % - tolikšen je dodaten delež energije, ki jo bomo ljudje potrebovali do leta 2030, če ne začnemo varčevati z njo. 16 % - to je dodaten delež energije, ki jo bomo ljudje potrebovali do leta 2030, če začnemo varčevati z njo.

NASVETIza varčevanje z energijo:!

• Zmanjšajtegretje:čeznižatetemperaturovvašem stanovanju za le 1°C, zmanjšate strošek energije za 6 %.• ZamenjajteobičajnežarnicezokoljuprijaznimileD svetilkami v vašem domu. Te porabijo za 90 % manj energijeinimajozelodolgoživljenjskodobo!• koprekuhavatevodo,premislite,kolikojevresnici potrebujete in prekuhajte le tolikšno količino, ki jo nameravate dejansko porabiti, saj tako ne varčujete le z energijo pač pa tudi z vodo.• Pozabitenanačin‘stand-by’!Napravetudivtemnačinu trošijo elektriko, zato jih raje vedno raje odklopite iz vtičnice, če ste končali z njihovo uporabo.• Posodobiteizolacijovašegadoma!Največenergijesev domovih potrati z izgubo toplote, zato je zelo pomembno, da so vsa vaša okna in vrata dobro izolirana.

42

43

KeMijASOnčniHCeLiC

Sončne celice vsebujejo dve vrsti materiala, ki ju običajno opisujemo kot p-tip in n-tip polprevodnikov. Svetloba določene valovne dolžine lahko ionizira atome polprevodnika, zato tako imenovani incidentni foton ustvarjajo nosilce z odvečnim nabojem. Večino pozitivno nabitih nosilcev (vrzeli) lahko najdemo v p-plasti, medtem ko se negativno nabiti nosilci (elektroni) nahajajo v n-plasti. čeprav se nosilci naboja dveh nasprotno nabitih plasti med seboj privlačijo, se lahko rekombinirajo s pretakanjem skozi zunanji tokokrog zaradi potencialnih razlik med obema.

44

Svetlobni viri prihodnostirazvoj inovacij vpliva tudi na svetlobni inženiring. Tungsten svetilke in halogenske žarnice bodo kmalu zamenjale energetsko varčna LeD in OLeD svetila. raziskovalci skušajo najti način, kako bi v prihodnosti lahko v zaprte prostore vpeljali naravno svetlobo, brez da bi morali v svetilke nameščati žarnice.

in BiLA je LUč

Očitno je, da je navadna žarnica, izum Thomasa Alve edisona iz 19. stoletja, povsem spremenila svet. V preteklosti so ljudje stvari počeli podnevi, ob dnevni svetlobi: spat so hodili zgodaj zvečer, zbujali pa so se ob zori. Sodobni človek svetlobo uporablja, namesto, da bi se ji prilagajal, saj jo potrebuje tudi pozno zvečer. Svetlobo pravzaprav potrebujemo tudi čez dan, saj nič več ne preživljamo večine dneva zunaj, temveč znotraj, kjer največkrat ni dnevne svetlobe.

edina težava je v tem, da je za razsvetljavo potrebnih 19 % celotne svetovne proizvodnje elektrike. Ljudje za razvoj tehnologije in spremembe življenjskega sloga potrebujemo vse več svetlobe, zato je energetsko varčna razsvetljava tako pomembna. inženirji in raziskovalci s pomočjo znanosti zato razvijajo nove, še nikoli videne svetlobne rešitve.

Ali ste vedeli?Zimski in poletni čas smo začeli uporabljati zato, da bi prihranili energijo za razsvetljavo. Ta ukrep prihrani količino energije, ki je primerljiva približno 300.000 tonam surove nafte.

•

45

Preden si pogledamo inovativne svetlobne rešitve znanosti, si poglejmo vire svetlobe, ki so na voljo na zemlji:

TeOrijA SVeTLOBe

Vire SVeTLOBe ALi nAPrAVe, Ki jiH UPOrABLjAMO zA PrOizVAjAnjeViDne SVeTLOBe, DeLiMO V DVe SKUPini.

Primarni viri svetlobe sami oddajajo svetlobo.

Sekundarni viri svetlobe pa le oddajajo oziroma razpršijo svetlobo drugih virov svetlobe.

PriMArne SKUPine Se LOčijO TUDi PO nAčinU DeLOVAnjA:

narava: svetlobne krogle, strele, severni sij, bioluminiscenca svetlobo oddaja živ organizem

vžig: žepna svetilka, sveča, plinska svetilka, magma

1.

1.

2.

2. 5.

3.

4.

elektrika: navadna sijalka Tungsten svetilke in halogenske sijalke električna luminiscenca LeD nizkotlačne plinske sijalke (kompaktna) fluorescentna sijalka, indukcijska sijalka visokotlačne plinske sijalke sijalke z živim srebrom, ksenonske sijalke

kemija: kemijska luminiscenca ta fenomen se pojavi ob kemijski reakciji, kjer se v vzbujenem stanju ustvari produkt in se, ko se to stanje konča, oblikuje kvantni delec svetlobe

sekundarni: toplotno sevanje, laser

46

SVeTLOBnA reVOLUCijA

V primerjavi z drugimi znanstvenimi področji se je znanost o svetlobi razvijala precej počasi. čakati smo morali več kot 100 let, da smo dobili prvo energetsko učinkovito sijalko: verjeli ali ne, sijalke, ki delujejo po enakem načelu kot tista, ki jo je v 19. stoletju izumil edison, so dandanes marsikje še vedno v uporabi.

A zakaj je bil potreben razvoj? navadna sijalka ni učinkovita, saj se 90 % njene energije izgubi v obliki toplote, le 10 % pa se je izkoristi za ustvarjanje svetlobe. To je velikanska potrata, glede na to, da naši viri energije niso neskončni (več o tej tematiki si lahko preberete v našem članku “energija”). in ta potrata se mora končati

čim prej, zato je evropska komisija uvedla zeleno knjigo (Green Book) in odprla posvet na okolju prijazen in energetsko varčen svetlobni inženiring prihodnosti. Cilj je do leta 2020 v evropskih državah za 20 % zmanjšati porabo energije za razsvetljavo. V naslednjih nekaj letih bo v evropski uniji uporaba navadnih sijalk sčasoma povsem izginila, posledično pa se bodo morale sijalke v gospodinjstvih, pisarnah in na javnih mestih zamenjati z energetsko varčnimi viri razsvetljave. V zadnjem desetletju se je prav tako zelo razširila raba energetsko varčnih halogenskih sijalk, ki vsebujejo halogen (jod ali brom). V primerjavi s Tungstenovimi svetilkami ima žarilna nitka v halogenski

sijalki višjo temperaturo, zato je sijalka narejena iz čvrstega stekla oziroma kremena. Varčne fluorescentne sijalke so prav tako zelo priljubljene. V njih se vidna svetloba ustvarja s spuščanjem mešanice plina živega srebra in argona med žarilnimi nitkami, kar posledično ustvarja UV sevanje. To fosfor znotraj fluorescentne sijalke spravi v vzbujeno stanje, kar se odrazi kot odsev vidne svetlobe. najbolj obetavna alternativa je LeD sijalka (Light emiting Diode) oziroma njena organska različica OLeD (Organic Light emiting Diode), ki ji znana tudi pod izrazom svetlobni vir solidnega stanja (SSL).

navadna sijalkani UčinKOViTA, saj se 90 % njene energije izgubi v obliki toplote, le 10 % pa se je izKOriSTi zaustvarjanje svetlobe.

Ali ste vedeli?Verjeli ali ne, sijalke, ki delujejo po enakem načelu kot tista, ki jo je v 19. stoletju izumil Edison, so dandanes marsikje še vedno v uporabi.

•

47

LeD in OLeD

V priljubljenost LeD in OLeD tehnologije ne gre dvomiti, saj imata obe kar nekaj prednosti v primerjavi z navadnimi sijalkami. Kot prvo so LeD in OLeD sijalke precej bolj energetsko varčne; kot drugo je njihova življenjska doba 40-60 let. Pri LeD sijalkah svetlobo oddaja dioda, povezana z električnim tokom, ki vzbudi elektrone atomov v materialu diode in jih s tem spodbudi k premiku na višjo energijsko raven (elektronska krožnica); ko se vrnejo

na prvotno energijsko raven, oddajajo fotone oziroma dejansko svetlobo.

razlika med LeD in OLeD sijalkami je v “o-ju”, ki pomeni “organsko”. Medtem ko LeD sijalke uporabljajo majhne kristale, ki delujejo na osnovi galijevega nitrida, so OLeD sijalke narejene iz pigmentu podobnih organskih spojin, ki se z naparevanjem sicer uporabljajo za premaz baznih materialov. Organske svetlobne diode ustvarjajo svet, v

katerem imamo lahko osvetljene tapete in podokna, ki se ponoči spremenijo v vir svetlobe. Strokovnjaki so prepričani, da bi lahko v naslednjih nekaj letih ti obetavni varčevalci energije lahko povzročili revolucijo na področju svetil. Od OLeD sijalk se pričakuje veliko; predvsem se od njih pričakuje to, da postanejo bolj učinkovite kot vsi obstoječi viri svetlobe in da bodo lahko nekega dne skoraj 100 % svojih zalog energije pretvorile v svetlobo.

razlika med LeD in OLeD sijalkami je v “o-ju”, ki pomeni “organsko”.

48

PAMeTni ViriSVeTLOBe

Pametni vir svetlobe LiFX je na podelitvi nagrad edison Lighting Award v letu 2014 prejel zlato medaljo. Gre za energetsko varčno LeD sijalko s spremenljivimi barvami, ki ima WiFi in jo je tako moč upravljati prek pametnega telefona z uporabo brezplačne aplikacije. To uporabnikom ponuja enkratno izkušnjo: 16 milijonov barv, svetloba in učinki, ki se jih da programirati, svetloba, ki jo lahko uporabnik uskladi s svojo priljubljeno glasbo. Svetlobni sij v jakosti maksimalno 1000 lumnov lahko traja tudi do 25 let.

SVeTLOBni Sij V jAKOSTi MAKSiMALnO 1000 LUMnOV LAHKO TrAjA TUDiDO 25 LeT.

49

PreUčeVAnjeSVeTLOBe

izjemno prednost OLeD sijalk lahko razvijalci na učinkovit in kreativen način prenesejo na zabavno elektroniko. Predstavljajte si prožen, zložljivtVzaslon!izvedbajepovsemmožna,če je OLeD zaslon vgrajen v tanko plastično plast. Možnosti so skoraj neskončne. razvijalci podjetja BASF so že razvili vir svetlobe, ki je

tanek in je, nameščen na streho avtomobila, deluje kot solarni panel, sicer pa opravlja nalogo vira svetlobe oziroma postane povsem prosojen, ko ga izključimo. Takšen avtomobil s “stekleno streho” čez dan zbira elektriko, ponoči pa osvetljuje notranjost avtomobila.

50

KAKO DeLUjejO OLeD SijALKe?

OLeD sijalke so narejene kot sendvič, s polnilom med kot rezine tankimi plastmi organskega materiala. Te plasti so umeščene med pozitivno nabite anode in negativno nabite katode. Ko skoznje steče električni tok, elektroni in pozitivni

naboj stečejo v sredino sendviča in se povežejo. S tem povzročijo, da vpete molekule zažarijo. Ker so organske plasti zelo občutljive na vodo in kisik, morajo biti zaradi zaščite obdane v kapsulo.

Svetlobo LeD lahko učinkovito uporabljamo tudi na drugih področjih, denimo pri gojenju rastlin v zaprtih prostorih, kjer popolnoma posnemajo sonce. na eksperimentalni postaji American Green Sense Farms gojijo solato, ohrovt, baziliko in drobnjak v sobah s klimatskimi napravami in umetno LeD svetlobo. rastejo 22 ur na dan, 365 dni v letu v skoraj 8-metrskih stolpih, varne pred škodljivci in obdane z vesoljsko roza svetlobo. Ta seveda ni enaka svetlobi, ki jo oddaja običajna LeD sijalka, pač pa gre za žarek valovne dolžine, ki je nujno potreben za rast rastlin. Ta rešitev je še posebej učinkovita za majhne listnate poljščine, čeprav bo znanost verjetno razvila umetno in hranljivo svetlobo tudi za žitarice, kot sta koruza in pšenica, ki se pridelujejo v večjih količinah.

solat

o, o

hrov

t, ba

ziliko

in d

robn

jak

raste

jo 22

Ur n

A DAn

v sko

raj

8-M

eTrSKiH

STOLP

iH

365

DniV

LeTU

51

Dejstva & številke

v sko

raj

8-M

eTrSKiH

STOLP

iH

z električnimi žarnicami, halogenskimi sijalkami in energetsko varčnimi lučmi se velik delež energije namesto v svetlobo pretvarja v toploto – površina 100-vatne električne sijalke, ki je prižgana, denimo doseže temperaturo višjo od 200°C. Sijalke OLeD, ki so jih razvili v nemškem mestu Dresden, pa po drugi strani ohranjajo temperaturo pri 30°C, zato so vedno hladnejše od telesne temperature in s tem tudi bolj varne.

OLeD SijALKA iMA 5- DO 10-KrAT DLje ŠO ŽiVLjenjSKO DOBO KOT nAVADnA SijALKA.

ŠTeViLO Ur ŽiVLjenjSKe DOBe LeD SijALKe.

ŠTeViLO Ur TrenUTne ŽiVLjenjSKe DOBe OLeD SijALKe.

5-10

40.000

10.000

52

Avtomatizacija je, kakopak, dosegla tudi področje svetlobnega inženiringa. V pametnem domu, ki je opremljen s pametnim nadzornim sistemom, lahko ne le prižigamo ali ugašamo luči ter nadziramo jakost svetlobe, pač pa si lahko shranimo tudi osebne nastavitve. Priljubljene nastavitve lahko uporabimo kadar koli, vse luči v hiši oziroma stanovanju pa se lahko z enim samim dotikom nastavijo glede na

naše razpoloženje, trenutek dneva ali aktivnosti, ki jih izvajamo.

Kljub temu pa ima OLeD tehnologija veliko večji potencial, ki sega dlje od preprostih svetilk in programov razsvetljave. njihova svetloba je lepša, bolj mehka in bolj prijazna kot katera koli druga, zaradi česar ji izumitelji rečejo kar ‘luč za dobro počutje’. njihova skrivnost je v načinu oddajanja svetlobe.

V primerjavi z vsemi nekdanjimi in sedanjimi viri svetlobe OLeD sijalke ne oddajajo svetlobe iz točke; so raven vir energije. z OLeD sijalkami je prav tako mogoče nastavljati temperaturo barve in prilagajati svetlobo specifičnemu delu dneva. Tako imamo lahko zjutraj in zvečer toplo belo, čez dan pa hladno belo svetlobo.

PAMeTen DOM,PAMeTnA rAzSVeTLjAVA

njiHOVA SVeTLOBA je LePŠA, BOLj MeHKA in BOLj PrijAznA KOT KATerA KOLi DrUGA, zArADi čeSAr ji izUMiTeLji rečejO KAr ‘LUč zADOBrO POčUTje’.

53

Še ena značilnost OLeD sijalk navdihuje oblikovalce svetil. narejene so iz kot rezine tankih organskih materialov, v bližnji prihodnosti pa bi se jih kot drugo kožo dalo namestiti čez tapete, strope ali okna. na tak način bi strop lahko ustvarjal popolno iluzijo poletnega neba, stena pa bi se lahko spremenila v spomladanski travnik. Ko

so ugasnjene, so OLeD sijalke bele, odsevne ali prosojne – zato bi jih lahko uporabili za ustvarjanje podoken, ki čez dan prepuščajo sončno svetlobo, ponoči pa se spremenijo v ploske svetilke. nizkoenergijske diode ne navdihujejo le oblikovalcev, pač pa se jih da uporabiti tudi v svetu mode, pri oblikovanju pohištva ali nakita ter pri finih

umetnostih. naravno svetlobo ‘za dobro počutje’ bi lahko v prihodnosti uporabili tudi v bolnišnicah in v operacijskih sobah. Povpraševanja prihajajo tudi s strani muzejev, ki se zanimajo za nežno belo svetlobo, ki ne oddaja UV žarkov in prevelike toplote. japonska je že en korak pred vsemi; prve razstavne hale so že opremljene z OLeD sijalkami.

MODrO VPrAŠAnje

Le prava kombinacija rdeče, zelene in modre svetlobe ustvari belo svetlobo organske svetlobne diode (OLeD). A do zdaj so se morali izdelovalci sprijazniti z modro barvo, ki je razmeroma neučinkovita. Fluorescentni oddajniki, ki so trenutno na voljo na trgu, v svetlobo pretvorijo le četrtino energije, preostanek pa se pretvori v toploto. BASF-ovi kemiki so zato pred nekaj leti začeli iskati rešitev za

‘modro težavo’. Odkrili so molekule, ki svetijo modro in so zmožne skoraj v celoti energijo pretvarjati v svetlobo. Te molekule so del izjemno učinkovitih fosforescentnih oddajnikov, ki se uporabljajo v OLeD sijalkah. A tu je bila le ena težava: njihov rok trajanja je bil le nekaj minuten. Do leta 2016 naj bi imela BASF modra tehnologija pravo globino barve, ki bo ustrezala industriji zaslonov.

54

Morda se sliši neverjetno, a povsem možno je, da v prihodnosti ne bomo več potrebovali uličnih svetilk. namesto tega nam bodo svetlobo zagotavljale rastline, posajene ob cesti. Skupina raziskovalcev v San Franciscu skuša z uporabo sintetične biologije proizvesti svetleče rastline. V skladu z načrti bodo v rastline vsajeni sintetični segmenti DnK, ki temeljijo na DnK kresnic in svetlečih morskih bakterij.

SVeTLeče rASTLine – rASTLine, Ki PrOizVAjAjO SVeTLOBO, KOT SVeTiLKe

za marsikoga od nas so laserji pisana kombinacija utripajočih luči, a ni tako pri vseh. Steven DenBaars, raziskovalec na Univerzi v Santa Barbari, meni, da bi laserska svetloba lahko povsem nadomestila tradicionalne svetilke. Cel strop v eni sob bi recimo lahko zažarel kot eno veliko nebo. Ali pa si poskusite predstavljati hotelske dvorane, v katerih bi ducate ali celo stotine sijalk zamenjali z zgolj peščico ultra-svetlih virov svetlobe.

na prvi pogled se zdi, kot da topel sij navadne sijalke, ki svetlobo ustvarja z ogrevanjem žarilne nitke dokler ni bela

od vročine, in laser, ki generira svetlobo skozi proces optičnega povečanja na podlagi vzbujenega elektromagnetnega sevanja in ustvarjene svetlobe, ki v eni sami valovni dolžini ustvarja svetlobo ter na majceno tarčo strelja usmerjen žarek, nimata nič skupnega. Pa vendar ju druži tehnologija LeD – izkazalo se je namreč, da laserji, ki jih razvija DenBaars, temeljijo na obstoječih svetlobnih diodah, imenujejo pa se “laserske diode”.Precej so podobne LeD sijalkam. narejene so iz enakega materiala, le da na vsako stran LeD sijalke postavite zrcalo, ki se prelomi v laser. Ko enkrat

dobite odsev naprej in nazaj, dobite učinek ojačenja, ki gre od običajnega oddajanja do spodbujenega oddajanja – kot plaz. najboljše laserske diode so pri pretvarjanju elektrike v svetlobo približno toliko učinkovite kot LeD diode, ki jih kupite v trgovini, le z eno majhno razliko: v lasersko diodo lahko načrpate več kot 2.000-krat toliko elektrike kot v LeD diodi. V teoriji to pomeni, da lahko laserska dioda ustvari 2.000-krat več svetlobe na kvadratni centimeter kot LeD dioda.

LASerji KOT Viri SVeTLOBe

55

najbolj varčen vir svetlobe je vsekakor Sonce, ki ga sodobna arhitektura skuša izkoristiti s pomočjo steklenih atrijev in streh. Prepuščanje neposredne sončne svetlobe v stanovanja je izjemno preprosta rešitev, ki postaja čedalje bolj uporabljana. ne gre za nobeno novost, saj je ta kreativna rešitev najpogosteje uporabljena na tehnološko slabše razvitih področjih: rabljeno PeT plastenko napolnimo z vodo in ji dodamo majhno količino

belila, da steriliziramo tekočino in jo ohranimo bistro. Plastenko nato s klinom navpično pritrdimo v luknjo v strehi in ji s tem preprečimo, da bi padla, ter jo zatesnimo s koščkom gume. nadomestna žarnica je nared. Ko sonce od zunaj posije na plastenko, voda v njej lomi svetlobo in osvetljuje notranjost prostora brez uporabe elektrike. Bolj sodoben pristop je, ko sonce vstopi v prostor prek sončne cevi, ki

deluje kot aktivna prizma. Vgrajena je neposredno v strukturo strehe. na zunanji strani je nameščen zbiralnik svetlobe, od koder svetloba potuje do druge strani cevi, ki je že v sobi in ima zrcala. najbolj napredne strukture lahko brez izgube posredujejo svetlobo celo 6 metrov daleč. Tako lahko sobo brez oken do 25 kvadratnih metrov z lahkoto osvetlimo s sončno svetlobo.

Leta 2014 je bila nobelova nagrada za fiziko dodeljena dvema japonskima in enemu ameriškemu raziskovalcu – isamu Akasaki, Hiroshi Amano in Shuji nakamuro so za “izum učinkovitih modro svetlečih diod, ki omogočajo svetel in energetsko varčen vir bele svetlobe” prejeli to pomembno nagrado, to zgodovinsko odkritje pa jim je uspelo že v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja.Prve svetleče diode oziroma LeD diode so bile ustvarjene v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Te so bile edine, ki so proizvajale infrardečo svetlobo: danes jih lahko najdemo v daljinskih upravljalcih.

raziskovalci so postopoma ustvarjali čedalje bolj svetle LeD diode, na lestivici valovnih dolžin pa so se sčasoma pojavile tudi rdeče in zelene LeD diode. Težava je bila le z modro barvo, saj modro svetleče LeD diode preprosto ni bilo mogoče ustvariti. A ravno modra je ključna, saj se brez nje ne more ustvariti bele barve. Pred dvajstetimi leti ustvarjene modre LeD diode, ki temeljijo na galijevem nitridu, so bile prve, ki so lahko svetile zelo močno in so tako tlakovale pot tudi proizvodnji kombiniranih (rdečih + zelenih + modrih) belih LeD diod.

nArAVnA SVeTLOBAjePOMeMBNa!

z nOBeLOVO nAGrADO OKrOnAnA LeD SijALKA

56

nove možnosti v prometuPromet je postal pomemben del vsakdanjega življenja, vendar porabi veliko energije in ustvari velike emisije onesnaževalcev; izpušni plin na stotine milijonov avtomobilov namreč dan za dnem onesnažuje zrak. Očitno mora trajnostni razvoj zajeti tudi prometno revolucijo,pri čemer lahko na pomoč priskoči znanost.

nAŠi VSAKDAnji SPreMLjeVALCi: AVTOMOBiLi

Avtomobili so postali del vsakdanjega življenja šele v zadnjih sto letih, vendar tako velik del, da si le s težavo predstavljamo, kako bi živeli brez njih. rastoče število motornih vozil vsekakor prispeva k večji porabi mineralnih olj in zalog premoga, torej zemejskih fosilnih virov energije, saj večina avtomobilov deluje na bencin ali dizelsko gorivo, ki ju pridobivamo iz mineralnega olja. Poleg tega njihov izpušni plin vsebuje onesnaževalne

pline, kot so ogljikov dioksid, ogljikov monoksid, dušikov oksid in ogljikov vodik. Po ocenah bo do leta 2021 na cestah po vsem svetu okoli 1,2 milijarde avtomobilov z rastjo skoraj 300 milijonov v primerjavi z danes. Dandanes je promet odgovoren za 50 % onesnaženja zraka, kar predstavlja enega največjih izzivov za doseganje skrajnega znižanja.

57

KOLO VreneSAnSi

Mnogi iz štirih presedlajo na dve kolesi – nekateri, da zavarujejo okolje, drugi iz praktičnih razlogov, da potujejo od doma v šolo ali na delovno mesto s kolesom. zanimivo dejstvo je, da se letno izdela dvakrat več koles kot avtomobilov in da se je v preteklem desetletju prodalo veliko več koles kot nekoč. Obstajajo narodi, ki so po tradiciji ljubitelji koles, recimo nizozemci: na nizozemskem je število koles preseglo populacijo. razmere so podobne na Kitajskem in v jugovzhodnih azijskih državah, čeprav se tam zaradi večjih razdalj pogosto uporabjajo električna kolesa.

rastoča priljubljenost koles je razvidna tudi iz vedno večjega števila unikatnih materialov in sodobnih dizajnov, zaradi katerih so kolesa še bolj udobna, varna in unikatna. ena zadnjih novosti je izstrelitev kolesnih okvirov iz lesa ali bambusa, ki so izjemno prilagodljivi in trdni.

BASF, ki se ukvarja z razvojem inovativnih materialov, je prav tako ustvaril svoj koncept, ki združuje spomin na preteklost in obljubo o prihodnosti. ‘Koncept koles 1865’ prinaša videz koles, narejenih pred 150 leti, a vsebuje 24 visokozmogljivih inženirskih vrst plastike, posebne pene in epoksismol ter poliuretanske materiale, zaradi katerih so kolesa edinstvena, ne po zunanji podobi, ampak tudi po izkušnjah uporabnikov.

Dejstva & številke

Vsak dan na ceste po svetu zapelje 95.500 novih vozil. Do leta 2021 bo na cestah po svetu približno 1,2 milijarde avtomobilov.Motorna vozila so odgovorna za 40 %onesnaženja zraka v evropi.Več kot 80 % avtomobilskih poti vevropi znaša manj kot20 kilometrov.

58

Avtomobilski izdelovalci in dobavitelji skušajo ugotoviti, kako zmanjšati splošno porabo goriva in emisij kljub hitri rasti števila vozil. Prva rešitev, ki so jo ponudili razvojniki, so bila električna vozila, ki jih poganja električni motor na polnjivo baterijo. Hibridna vozila, ki za zmanjšanje porabe goriva in emisij uporabljajo kombinacijo notranjega izgorevanja z električnim motorjem, so bila prva, ki so se v večjem številu pojavila na javnih cestah. njihova prednost je, da na učinkovit način uporabljajo elektični pogon v mestni vožnji, kjer so razdalje kratke in preklopijo na tradicionalni motor na daljših relacijah in pri višjih hitrostih.

Ključni del električnega avtomobila je baterija, ki shranjuje energijo. Pravi preboj so dosegli z vpeljavo litijevih baterij,

ki so veliko močnejše od predhodnic. Pokrivajo lahko 150 do 200 kilometrov z enim samim polnjenjem, kar je več kot dovolj za povprečne mestne razdalje, avtomobil pa je mogoče polniti ponoči, tako kot mobilne telefone. Sanje raziskovalcev so, da najdejo rešitev, s katero bi eno polnjenje zadostovalo za daljše razdalje. inženirji kemijske družbe BASF delajo na baterijah naslednje generacije. Kombinacija litija z žveplom ali zrakom bi lahko dala bateriji višjo energijsko gostoto, kar pomeni, da bi avtomobil lahko prevozil do 400 kilometrov z enim samim polnjenjem.

Druga rešitev za izboljšanje učinovitosti polnjenja bi bil lahko novi tip priključnega hibridnega električnega vozila (PHeV). Ti avtomobili imajo zmogljivejšo baterijo in

jih je mogoče polniti z električnim vtičem. Priključni hibridi PHeV imajo motor z notranjim izgorevanjem, ki hkrati pomaga politi električno baterijo in deluje kot podaljšek dosega, njegova uporaba pa je bistveno zmanjšana zaradi povečane zmogljivosti baterije. Karoserija, ki shranjuje energijo, bi bila prav tako lahko obetavna inovacija. nekatera evropska podjetja trenutno raziskujejo in testirajo karoserije, ki lahko shranjujejo energijo in se polnijo hitreje kot danes običajne baterije. Karoserije, ki jih preizkušajo, so narejene iz polimerskih vlaken in ogljikove smole, ki sta dovolj močna materiala za uporabo v vozilih in hkrati dovolj upogljiva, da ju je mogoče oblikovati v karoserijo.

eLeKTrični AVTOMOBiLi – VOziLA PriHODnOSTi?

Ali ste vedeli?Ne drži, da so električni avtomobili počasni. Eden od najhitrejših električnih avtomobilov na svetu je Rimac Concept one, ki ga je razvil mladi hrvaški izumitelj Mate Rimac in lahko doseže hitrost do 300 km/h z motorjem z močjo 1088 KM.

•

Dejstva & številke

500.000 –številoelektričnih avtomobilovpo svetu.+ 100 % – predvidena rast števila električnih avtomobilovdo leta 2022. 2040 – vsako drugo vozilobo hibrid.

59

VODiKOVA eLeKTrArnA V AVTOMOBiLU

Obetavna priložnost za rojstvo okolju prijaznih avtomobilov stoodstotno brez onesnaževanja je gorivna celica, ki ustvarja električno energijo s pomočjo kemične reakcije med vodikom in kisikom. Kemična energija iz reakcij teh dveh spojin se spremeni v električno energijo, toploto in vodo – skozi izpušno cev se sprošča samo para. Avtomobili, opremeljeni z gorivnimi celicami, imajo doseg, primerljiv z današnjimi vozili z bencinskimi motorji. nudijo enako zmogljivost in vozni doseg

kot tradicionalna vozila – kljub temu pa morajo razvijalci premagati še številne izzive. V avtomobilu morajo najti prostor za velik vodikov rezervoar in zmanjšati težo gorivne celice. navsezadnje pa je treba vzpostaviti tudi mrežo vodikovih polnilnih postaj, kjer bo gorivne celice avtomobila mogoče napolniti z vodikom namesto z bencinom.

60

Pred nekaj leti sta nemški vesoljski center (DLr) in Lange Aviation izdelala prvo letalo Antares DLr-H2, ki ga poganja izključno vodik. jadralno letalo z majhnim motorjem je skorajda neslišno in ne oddaja dima, temveč zgolj paro. Bistvo sistema gorivne celice, ki je nameščena pod krili, je memebranska razporeditev elektrod, razvitih s strani podjetja BASF, katerih revolucionalna novost je, da dopuščajo temperaturo delovanja do višine 180°C, s čimer so številni dragi deli, vključno s hladilnim sistemom, postali nepotrebni. nemški vesoljski center načrtuje vgradnjo te inovativne gorivne celice v potniško letalo znamke Airbus A320 za učinkovitejšo električno oskrbo na krovu tega velikega zračnega plovila.

nedvomno je ena od ključnih zahtev pri razvoju avtomobilov prihodnosti skrben izbor materialov: razvojniki zagotavljajo, da je karoserija varna, udobna in kar se da lahka. zadnji izziv je eden tistih, s katerimi se spopadajo tudi oblikovalci formule 1: želijo namreč zmanjšati težo avtomobila zaradi doseganja visokih hitrosti, medtem ko je v vsakodnevnem prometu prednost ‘peresne lahkosti’ nižja poraba. inovativne vrste plastike, ki jih je razvila kemijska industrija, se vedno pogosteje uporabljajo za doseganje manjše teže.

LeTALO, Ki GA POGAnjA VODiK – SeDAj TUDi reSničnOST

KeMijA Si UTirAPOT V AVTOMOBiLe

Dejstva & številke

Sodobni avtomobiliže vsebujejo okoli15 % plastike.V nekaj letih se bota odstotek povečalna 25.

61

62

navajeni smo že, da plastiko najdemo v notranjosti avtomobila, medtem ko je vedno večje število drugih delov, vključno s pokrovi in deli motorja, narejenih iz tehnične plastike. Avtomobilska industrijska enota družbe BASF je razvila številne vrste plastike s posebnimi lastnostmi, ki so izjemno odporne proti vročini, kot so recimo stabilni deli oljnega krožnega sistema oz. so zelo prilagodljive in se lahko uporabijo kot mehanski deli motorja. Druga revolucionarna inovacija nemške kemijske industrijske družbe je platišče kolesa, izdelano iz visokozmogljive plastike, ki omogoča pomembno trikilogramsko zmanjšanje teže vsakega posameznega kolesa. V nasprotju s tradicionalnimi poliamidnimi

sestavljenimi materiali nova plastika vsebuje dolga, okrepljena steklena vlakna, ki nudijo izjemno prenašanje obremenitev. Plastična avtomobilska kolesa so bila izdelana za električni avtomobil smart forvision, razvita pa so bila v sodelovanju z družbo Daimler. Ta mali štirikolesnik ima vrata in druge karoserijske elemente izdelane iz visokozmogljivega sestavljenega materiala, epoksismole, okrepljene s karbonskimi vlakni, zaradi česar je avto za polovico lažji od avtomobila iz tradicionalnih materialov. Ta avtomobil razpolaga z najnovejšimi inovacijami v avtomobilski proizvodnji, in sicer:

inFrArDečiODSeVni FiLM

ViSOKOzMOGLjiV SeSTAVLjeniOKVir

novi infrardeči odsevni film se nanese v vetrobransko steklo in zaščiti notranjost avtomobila pred segrevanjem.

Potniška celica in druge komponente, kot so vrata iz epoksismole, okrepljena s karbonskimi vlakni – izredno visokozmogljiv sestavljeni material. Takšni materiali omogočajo prihranek na teži, v primerjavi z jekolom tudi za več kot 50 %.

ViSOKOzMOGLjiVA izOLATiVnA PenA

Visokozmogljive pene podjetja BASF so nameščene v karoserijo. Pomagajo ustvariti prijetno ozračje v notranjosti avtomobila.

63

inFrArDečAODSeVnAPreVLeKA

PrOzOrnA SOLArnA STreHA

V CeLOTi PLASTičnA PLATiŠčA KOLeS

infrardeč premazni sistem, ki je odporen proti praskam, pomaga sistemu za uravnavanje temperature. Po zaslugi posebnih pigmentov podjetja BASF so temni notranji elementi prav takozaščiteni pred segrevanjem.

Tudi v slabih svetlobnih razmerah heksagonalne prozorne prganske fotovoltaične celice (OPV) ustvarijo dovolj energije za delovanje multimedijskih komponent in ventilatorjev, ki pomagajo uravnavati klimo. Prozorne organske svetlobne diode (OLeD) razsvetlijo notranjost, ko se odprejo vrata, oz. ob pritisku na gumb. Ko so ugasnjene, dopuščajo jasen pogled navzven.

Prva povsem plastična platišča iz visokozmogljivega materiala prihranijo do tri koligrame teže na kolo. nova plastika ima izboljšane lastnosti: to so izvrstna toplotna in kemična stabilnost, dinamična moč, trdnost in dobre stalne delovne karakteristike.

64

MULTiFUnKCijSKiiUDOBni SeDeŽ

e-BLAGO

Sedeži nudijo edinstveno kombinacijo uravnavanja temperature in lahkega dizajna. nova samonosilna plastična lupina sedeža predstavlja osnovo sedeža. Pena sedeža nudi tako udobje kot tudi prihanek na teži. Volnena tkanina vsebuje superabsorbente, ki nadalje poudarjajo udobje z vpijanjem vlage.

e-blago so tanke tkanine s prevodnimi prevlekami, izdelanimi po meri. To blago je zamenjalo običajno gretje sedežev. z neposrednim segrevanjem v naslonjalu sedeža, ko pride v bližino telesa, omogoča udoben občutek topline.

65

znanstveniki že dolgo delajo na tem, da bi ustvarili avtomobil na gorivo, ki ni bencin ali dizel. Danes spadata bioetanol in biodizel med najpogostejša alternativna goriva, pridobljena iz rastlin posebej v te namene, ki se uporabljata namesto fosilnih energijskih virov, ki prihajajo iz globine zemlje. za proizvodnjo bioetanola se uporabljajo t. i. energijski pridelki, kot sta sladkorna pesa in koruza, medtem ko je biodizel iz rastlin z visoko vsebnostjo olja, v večini primerov so to oljna repica in sončnice. za pridobivanje teh goriv je potrebna velika količina rastlin: za 100 litrov bioetanola je potrebne več koruze, kot bi

jo en človek lahko pojedel v celem letu. zato biogoriva ne morejo biti resnično okolju prijazna – čeprav avtomobil oddaja manj onesnaževalcev, če ga poganja rastlinsko gorivo.

najbolj obetavno gorivo ni nič drugega kot zrak. Peugeot in Citroën sta skupaj razvila hibridni avtomobil, ki ga poganja hidravlični sistem na stisnjen zrak. Avtomobil ima tudi bencinski motor, ki prevzame obratovanje v primeru visoke obremenitve – recimo med vožnjo navkreber ali pri visokih hitrostih. Avtomobil z imenom Hybrid Air bo za prodajo na voljo od leta 2016 dalje.

Ljudje bodo spremenili odnos, da na avtomobil gledajo kot na osebno lastnino, zato bo deljenje avtomobilov postalo pogostejše. Predhodniki tega pristopa so mreže za pobiranje potnikov z enakim ciljem kot lastnik avtomobila. ena najbolj poznanih takšnih skupnosti je Uber, ki je sedaj na voljo v številnih sredjeevropskih državah. Bistveno pri sistemu je, da mobilna aplikacija prikaže razpoložljive voznike mreže Uber v naši bližini, ki jih lahko pokličemo kot taksiste – vendar po nižji ceni – in mesto v avtomobilu lahko delimo še s drugimi potniki.

nova navada zahteva tudi novo vsto avtomobilov: avtomobil prihodnosti bo veliko lažji od prejšnjega modela,

zahteval bo zelo malo energije in imel manjši vpliv na okolje. zagotovo bo nekoč vožnja v prestolnicah z avtomobili brez voznikov, ki bodo vozili na predhodno določenih progah pod GPS-nadzorom. Ta avtomatska vozila za hiter osebni tranzit (PrT) bodo vozila po tirnicah ali magnetnih progah in sprejela največ od 3 do 6 potnikov, ki bodo lahko izbrali cilj vzdolž predhodno določene proge. čeprav to zveni malo futuristično, po svetu že deluje več kot deset takšnih PrT-sistemov. najstarejši in najdražji PrT-sistem imajo na univerzi West Virginia University, študente in obiskovalce pa vozi do številnih priljubljenih destinacij po mestu. Poleg tega se takšna majhna avtomatizirana vozila uporabljajo tudi na londonskem letališču Heathrow in v mestu Masdar City, ekološkem mestu, ki trenutno nastaja v združenih Arabskih emiratih.

Običajni potniški avtomobili brez voznika tako niso več noben znanstvenofantastični kliše: Googlovi avtomatski avtomobili Toyota Prius, ki so na trgu že nekaj let, ne le fotografirajo ceste, temveč njihovi računalniško podprti zemljevidi gledajo cestnoprometne znake, iščejo alternativne poti in vidijo semaforje, preden jih človek opazi. z uporabo laserjev, radarjev in kamer avtomobili lahko analizirajo in obdelajo informacije o svoji okolici hitreje

kot človek. Googlovi inženirji so že testirali svoje avtomobile brez voznika na več kot 300.000 kilometrih javnih avtocest in magistralnih cest.

javni promet ni nobena izjema za vpeljavo inovacij. na tem področju največ obetajo magnetni vlaki, imenovani tudi ‘maglevs’. Ta vozila so povsem okolju prijazna, saj zaradi magnetnega polja ostajajo na progi in tudi obratujejo. z uporabo te tehnologije lahko vlaki varno in skoraj brez hrupa potujejo s hitrostjo več kot 400 km/h. Danes se magnetni vlaki maglev uporabljajo v nemčiji, na japonskem in Kitajskem, najhitrejši med njimi pa 30-kilometrsko razdaljo opravi v 7 minutah. Tradicionalni vlak bi za to potreboval vsaj trikrat toliko.

električni avtobusi tudi že postajajo nekaj povsem običajnega in načrtovalci si nenehno prizadevajo izboljšati njihove lastnosti. na nizozemskem recimo izvajajo poskuse za super avtobuse, ki jih poganja litij-polimerska baterija, ki v veliki meri spominja na velikanski športni avtomobil in lahko prepelje 23 potnikov s hitrostjo 250 km/h.

neKAj nOVeGA, KAr nADOMeSTi BenCin

nOVe MOŽnOSTi zAPrOMeT PriHODnOSTi

nAčrTOVALCi MeST PriHODnOSTi MenijO, DA Se BO nAŠ ODnOS DO POTniŠKiH AVTOMOBiLOV neizOGiBnO SPreMeniL.

66

Dejstva & številke

90 % ljudi v glavnih mestih redno uporablja javni promet.

Vedno gostejši zračni promet predstavlja pravi izziv za znanstvenike: kako bi lahko delovanje letala manj onesnaževalo okolje. Približno 90 tisoč letalskih poletov opravlja prevoz potnikov po svetu, kar ustvari ogromne količine ogljikovega dioksida in porabi ogromno količino goriva, kerozina iz mineralnih olj. Ta letala pokurijo približno 30 tisoč litrov goriva med dvournim letom. enaka količina goriva bi zadostovala za približno šest polnjenj rezervoarja povprečnega avtomobila.

zamenjava kerozina z alternativnim gorivom bi pomenila poglaviten korak proti trajnostnem zračnem prometu. Biogoriva za letala izdelujejo na različnih lokacijah: recimo na nizozemskem nameravajo podvojiti kapacitete rotterdamskega bio pristanišča do leta 2020, da bi zmanjšali emisije CO2 letal za 80 % z uporabo trajnostnega goriva. Drugi odprti projekt se imenuje ‘GreenSky London’, njegov namen pa je uporaba 500.000 ton odpadkov za izdelavo 50.000 ton goriva za letala in enake količine biodizla.

zračni promet se ne more izogniti uporabi obnovljivih virov energij, najbolj samoumevna od obstoječih možnosti pa je uporaba solarne energije. Pogon na solarne panele je danes že resničnost pri manjših letalih. Prvo takšno plovilo na svetu, Solar impulse, na krilih nosi 17.200 solarnih panelov za zbiranje energije, ki jo posreduje motorju. To letalo je že preletelo ocean in bo leta 2015 letelo okoli zemlje.

Veliko pogonsko potniško letalo s solarnimi paneli je še vedno zgolj sanje. Precej verjetno je, da bodo raziskovalci razvili hibridno rešitev, ki bo lahko držala velika letala v zraku s pomočjo različnih vrst obnovljivih in okolju prijaznih energij.

SeDAj iMAMO TUDi neBO

LeTeči AVTOMOBiL

Prvi leteči avtomobil je prestal prve testne

polete in bo kmalu prešel v serijsko proizvodnjo. Prehod Terrafugia iz

običajnega avtomobila v dvosedežno lahko letalo

traja 30 sekund.če vzleti s polnim

rezervoarjem, lahko voozilo doseže 644 km

in potovalno hitrostletenja

185 km/h.

67

Galvanska celica, baterija, gorivna celica. z vidika delovanja so si vse podobne, saj vse vključujejo prenos elektronov, tj. oksidacijo-redukcijo. Bistvo proizvodnje moči je v tem, da poteka sprejemanje in sproščanje elektrona ločeno v prostoru, zato morajo elektroni teči z anode (oksidacija) na katodo (redukcija).

če galvanski celici zmanjka reaktanta, ne more več ustvarjati elektrike, kar pomeni, da je postopek proizvodnje moči le enosmeren.

V baterijah moč ustvarja podoben postopek, le da je ta električno reverzibilen, to pomeni, da je baterijo mogoče napolniti. na primer v litijevi bateriji litijevi ioni migrirajo (Li +) na karbonsko negativno elektrodo med polnjenjem in tečejo na pozitivno elektrodo na osnovi kovinskega oksida med praznjenjem. V najnovejših litij-polimerskih baterijah je tekoča elektroda nadomeščena s posebno plastiko, kar omogoča izdelavo zelo majhnih in prilagodljivih virov moči.

največja prednost gorivnih celic je, da delujejo toliko časa, dokler se polnijo. To gorivo je večinoma vodik, obstajajo pa tudi različice na metan in metanol. Kemijski postopek je praktično izgorevanje goriva, a ne na običajen način: reaktanti niso v stiku drug z drugim, temveč prehod elektronov poteka skozi membrano. iz vodika med reakcijo nastane voda, medtem ko iz ogljikove spojine nastane ogljikov dioksid.

znAnOST nA PODrOčjU MOTOrjA

68

znanost je odgovorna tudi za proizvodnjo ustrezne količine in kakovosti hrane za rastočo populacijo planeta in vse to bi morali narediti s najmanjšim vplivom na okolje skozi celo dobavno verigo.

Preberi si o inovativnih znanstvenih rešitvah, uporabljenih pri pridelavi pridelkov, o prehranski embalaži naslednje generacije in poglej v zakulisje kuhinje prihodnosti.

69

TrAjnOSTnAPreHrAnSKAVeriGA

70

Kako zagotoviti hrano za prihodnje generacije?znanost se morda še nikoli ni soočala s tako zahtevno nalogo kot danes. Postaviti mora temelje za razvoj svetovnega prebivalstva, ki se povečuje hitro in neenakomerno. eden ključnih izzivov je proizvesti dovolj hrane za človeštvo na čim bolj trajnosten način.

LAKOTA in čezMernA POTrOŠnjA

Povpraševanje človeštva po hrani se vsako leto bistveno povečuje. Povpraševanje po živalskih beljakovinah narašča za 2 milijona ton na leto, medtem ko potrebe po žitih letno narekujejo dodatnih 26 milijonov ton žitaric. Glavni razlog je rast prebivalstva: vsako leto je treba nahraniti dodatnih 80 milijonov ust. Dejstvo je, da je v razvitih državah, kjer veliko ljudi kupuje nepotrebne količine hrane, ki konča v smeteh, čezmerna potrošnja resen

problem, hkrati pa prispeva k naraščajočemu povpraševanju po hrani. Po drugi strani prebivalci držav v razvoju trpijo lakoto, kmetijska pridelava pa ne more slediti rasti prebivalstva, zato je pomanjkanje hrane stalno. ne smemo pozabiti tudi na tiste ljudi, ki ne trpijo zaradi količine, temveč kakovosti hrane, kar pomeni, da so podhranjeni zaradi pomanjkanja beljakovin, vitaminov in mikrohranil, ki jih dobijo s hrano.

Dejstva in podatki

Letna porabaživil - 7 milijard ton žitaric, za kar je potrebnih 746 milijonovhektarjev obdelovalnih površin.210 milijonovton sladkorja.259 milijonovton maščob.

71

MATi zeMLjA DAjeHrAnO in ŽiVLjenje

Kmetijske površine so povezane s hrano: z zelenjavo, sadjem in celo mesom, saj se živali hranijo s krmo, ki se na zemljiščih prideluje. A na voljo je vse manj obdelovalnih površin, kajti zaradi rastočih mest s svojimi strnjenimi naselji kot tudi hitro naraščajočih cestnih omrežij je treba zagotoviti vse več zemljišč.

Obdelovalne površine se soočajo še z dodatnim resnim problemom, tj. erozijo tal, kar ima za posledico zmanjšano

vsebnost hranilnih snovi v tleh. Gojenje rastlin pripelje do izgube dušika, fosforja in kalija v tleh. Pred mnogimi stoletji so ljudje polja preprosto pustili v prahi in na novo obranih površinah niso zasadili ničesar. Danes si proizvajalec tega ne more več privoščiti, saj mora pridelava slediti naraščajočemu povpraševanju. zato imajo poleg tradicionalnih organskih gnojil kemična gnojila, ki so še posebej uspešna pri nadomeščanju izgube hranilnih snovi v tleh, pomembno vlogo pri gnojenju.

72

78 odstotkov zemljine atmosfere sestavlja atmosferski dušik, ki ga višje rastline ne morejo neposredno črpati. za rast uporabijo dušik v tleh, vendar pa je škodljivo, če tla vsebujejo več nitratov, kot jih lahko rastline vsrkajo. V tem primeru bakterije v tleh nitrat predelajo v toplogredni plin dušikov oksidul (n2O), ki ima 300-krat močnejši učinek v primerjavi

z ogljikovim dioksidom. raziskovalni inženirji podjetja BASF so se nedavno začeli ukvarjati s tem problemom. razvili so zaviralec nitrifikacije, ki v zmesi z gnojilom optimizira proces nitrifikacije, kar omogoča, da koncentracija nitratov v tleh ne preseže potreb rastlin. Tako je uporaba gnojil učinkovitejša in občutno se zmanjšajo emisije toplogrednih plinov.

inOVATiVnO VArSTVO TALPrOTi GLOBALneMU SeGreVAnjU

Dejstva in podatki

80 odstotkov tal na svetu je poškodovanih. Degradacija tal je17-krat hitrejša kot njihova obnova.75 milijard ton rodovitnih zemljiščletno izgine iz zemlje.

73

Kr

OŽn

A KMeTijSKA zeMLjiŠčA

Trajnostno kmetijstvo je urejanje obdelovalnih površin z izkoriščanjem čim manjše količine vode in energije, ob tem pa se zmanjša nastajanje odpadkov in pridela dovolj hrane za družbo. znotraj kmetijske dejavnosti so že razvili številne zamisli, zaradi katerih je lahko pridelava poljščin bolj trajnostna. nekatere pomembnepobude so:

na suhih območjih z nizko količino padavin se poljščine

pogosto pridelujejo na krožnih parcelah. Metoda se imenuje

namakanje z vrtljivimi krili. njena prednost je, da se v primerjavi s tradicionalnimi namakalnimi tehnikami porabi manj vode.

inženirji kmetijstva in urbanisti mest prihodnosti so spoznali, da bi bila preskrba prebivalcev s hrano najbolj gospodarna, če bi se nekatere poljščine gojile v mestih, ker se tako sadje in zelenjava v mesta ne bi dobavljala prek dolgih razdalj. Ker so mesta prenatrpana, se lahko rastline gojijo zgolj vertikalno, zato jih pridelujejo v toplogrednih nebotičnikih, urejenih v ta namen. Še več, na zidovih hiš lahko vidimo vse več okrasnih vrtov. Poleg estetske funkcije igrajo vlogo tudi pri čiščenju zraka v mestu.

Akvaponika je sistem proizvodnje hrane, ki intenzivno ribogojstvo v bazenih (akvakulturo ) združuje s pridelavo poljščin v vodi (hidroponiko) in ima pomembno vlogo pri kmetijski revoluciji. Cirkulator vode obratuje zaprt sistem, ki črpa vodo iz bazena z ribami z organskimi izločki živali do korenin rastlin, le-te pa iz te vode črpajo hranilne snovi. Poljščine se pridelujejo na pladnjih, napolnjenih s prodom ali glinenimi kroglicami, skozi katere voda počasi teče, prečiščena voda pa se vrača v bazen z ribami, kjer se proces začne znova. največja prednost akvaponike je, da je skorajda v celoti samonastavljiva; učinkovitost se lahko izboljša z dodajanjem bakterij in zamenjavo izhlapele vode.

V hladnejših okoljih so rastlinjaki pogosto pod zemljo. Tovrstni rastlinjaki združujejo prednosti pasivnega ogrevanja s sončno energijo in pasivnih sončnih hiš pod imenom zemeljske ladje: zemlja ima zelo dobro zmogljivost izolacije, zato pasivne hiše onemogočajo vstop sončne energije v hišo prek stekla. na ta način se za rast rastlin ustvarijo toplota, svetloba in stabilno okolje, ki so na voljo vse leto.

GLOBALni izziV: BOLjTrAjnOSTnO KMeTijSTVO

Ve

rTi

KA

Lni V

rT

AKVAPOniKA

PODzeMni rASTLinjAK

74

Ali ste vedeli?V zadnjih letih so v stanovanjskih naseljih več evropskih mest zaživeli skupnostni vrtovi, na katerih prebivalci gojijo zelenjavo, zelišča in sadje za lastne potrebe. V posameznih mestih sta dovoljena tudi gojenje perutnine in čebelarstvo.

•

razvojni inženirji, ki opravljajo raziskave s ciljem ohranjanja visokega donosa ob manjši porabi vode oz. v skrajnih podnebnih razmerah, so tudi dejavno udeleženi v boju za sonaravnost. Oddelek za zaščito pridelka podjetja BASF je v ospredju tovrstnih raziskav. razvili so rastline, odporne na stres, ki so denimo bolj odporne na sušo. raziskovalci so proučevali kaktuse in mah v vročih in suhih predelih ter določili več kot 100 genov, odgovornih za stopnjo odpornosti rastline na stres. V študijah je bilo dokazano, da rastline s takšnim genom lahko brez vode preživijo dva tedna, medtem ko se ‘normalne rastline’ posušijo. razvijalci so se v zadnjem času posvečali hibridnim rastlinam, s pomočjo katerih

bi lahko odpornost na sušo povečali tudi pri kmetijskih rastlinah. Poleg tega so inženirji podjetja BASF razvili pesticide, ki rastlinam pomagajo pri večji odpornosti na bolezni in okoljske vplive, zato se lahko doseže boljši donos.

znanost lahko prispeva tudi k večji prehranski vrednosti živil, kar je še posebej pomembno za države v razvoju, kjer je podhranjenost zelo pogosta. raziskovalna skupina za prehrano podjetja BASF izdeluje različne sestavine, ki se lahko uporabijo pri obogatitvi hrane. Tovrstne funkcionalne sestavine vključujejo vitamine in karotenoide ter maščobne kisline omega-3. Lahko se uporabijo v tekoči ali trdni obliki v živilih, kot so osnovne

žitarice, mlečni izdelki (npr. jogurtovi napitki, hrana za dojenčke in otroke).V nemškem razvojnem podjetju so sonaravnosti tako predani, da so razvili metodo AgBalance™ za celovito ocenjevanje sonaravnosti v kmetijstvu na podlagi 69 kazalnikov iz treh vidikov – okolja, družbe in gospodarstva. Tako denimo AgBalance upošteva ravnovesje hranil v tleh, biotsko raznovrstnost v kmetijski krajini skupaj z ostanki v hrani in krmi ter tudi fiksne in variabilne stroške. V prvi študiji AgBalance so analizirali pridelavo oljne repice v nemčiji v obdobju med 1998 in 2008; rezultati kažejo, da se je splošna uspešnost na področju sonaravnosti izboljšala za 40 odstotkov.

KAKO LAHKOBiOTeHnOLOGijA POMAGA?

75

Precizno kmetijstvo je dolgo želen cilj in pomeni čim bolj precizno gnojenje, škropljenje, zalivanje in pobiranje pridelka. Posledično bi se lahko zmanjšala količina uporabljenih pesticidov in goriva, ki ga uporabljajo kombajni. Še več, kombajni bodo okolje onesnaževali manj, če bodo sledili natančnim potem. iz tega razloga se pri upravljanju kmetijskih vozil veliko uporablja sistem GPS, saj se lahko z njim parcele raziščejo bolj natančno.

Področje ponuja številne razburljive priložnosti. združevanje različnih tehnologij in področij raziskav lahko privede do izjemno zanimivih rešitev, kot je uporaba nanooblakov. Gre za čisto majcene senzorje, s katerimi ugotovimo okoljske dejavnike, ki vplivajo na pridelavo poljščin, kot so veter, vlaga, temperatura in vlaga v tleh na površini do 30 arov. Takšne visoko tehnološke, brezžične senzorje so že uspešno uporabili v kalifornijskih vinogradih.

Druga naprava, ki se vse bolj uporablja, je brezpilotno letalo. Gre za brezpilotni letalski sistem na daljavo, ki kmetom pomaga, da se iz zraka ‘sprehodijo’ po svojih pridelovalnih površinah, kar jim omogoča boljši pregled poljščin. nizko leteča, lahka izvidniška letala lahko posnamejo natančne fotografije, ki kmetom pravočasno pokažejo, kje in koliko herbicida morajo uporabiti ter kje je treba namakati. najbolj napredna brezpilotna letala posnamejo infrardeče fotografije visoke resolucije listov rastlin, s katerimi se razkrije, če imajo rastline zadostno količino vode in hranilnih snovi ali ne. Še več, na japonskem brezpilotna letala uporabljajo tudi pri škropljenju. Tako se pesticidi uporabljajo pri tistih rastlinah, ki jih dejansko potrebujejo.

BrezPiLOTnA LeTALA V nAnOOBLAKiH nAD POLji

76

Očitno je, da je živinoreja neučinkovita z vidika zaužite krme in količine uporabljenih zemljišč ter celo kruta do živali. Poleg tega je vzreja živine glavni vzrok za globalno segrevanje. Še več, njeni stranski proizvodi onesnažujejo pitno vodo.

zdi se, da se nastali položaj ne more rešiti zgolj z zmanjšanjem proizvodnje, temveč so potrebne radikalne rešitve, pri katerih lahko pomaga znanost. raziskovalci od leta 2008 izvajajo poskuse v zvezi s pridelavo živalskega mesa v laboratoriju. Vzorec tkiva odvzamejo dvema povprečnima živima govedoma, čemur sledi pridobivanje mišičnega tkiva iz želatinaste celične kulture. na primer, meso v hamburgerju vsebuje 20 tisoč mišičnih vlaken. Tako proizvedeno meso ni gensko modificirano, celice pa so enake, kot če bi ‘nastale’ na tradicionalen način kot del žive živali. Proces je izjemno učinkovit, saj se lahko iz enega vzorca proizvede 20 tisoč ton govejega mesa. S to metodo bi se zmanjšala uporaba zemljišč in vode pri živinoreji za 90 % in poraba energije za 70 %. čeprav so za uspešno pridelavo mesa za prehrano ljudi v laboratorijih potrebne še številne raziskave, je motivacija tu: PeTA, organizacija za zaščito živali, bo namenila nagrado v višini milijona dolarjev prvi raziskovalni skupini, ki bo uspešno proizvedla užitno piščančje meso.

MeSO Brez MeSA Dejstva in podatki

70 % – zemljišč večinoma uporabljajo rejne živali. 50 % – rejne živali porabijo polovico pitne vode.50 % – Živinoreja prispeva polovico toplogrednih plinov.

77

Alge so ene najbolj obetavnih rastlin, ki bi lahko svet rešile pred lakoto. Ker so vodne rastline, rastejo veliko hitreje. zaradi tega lahko alge na enem hektarju površine proizvedejo enako količino beljakovin kot soja na 21 arih ali koruza na 49 arih. Poleg tega je njihova biotska raznovrstnost izjemna: poznamo več kot 800 tisoč vrst alg. Obstajajo tako enocelične kot tudi večcelične alge, na primer 60-metrska alga velikanka kelp. Alge proizvajajo ogljikove hidrate, olja, beljakovine, vitamine, barvila in organske snovi, kar omogoča njihovo razširjeno uporabo v številnih panogah, kot so živilska, krmna, kozmetična in farmacevtska ter tudi v proizvodnji biogoriv. Pomembne so tudi iz povsem drugega razloga: 90 odstotkov kisika na planetu proizvedejo alge s fotosintezo, zato so iz njih pridobljeni materiali primerni tudi za absorpcijo ogljikovega dioksida.

Alge, gojene v fotobioreaktorjih, se lahko uporabijo pri proizvodnji zelo pomembnih sredstev, saj lahko sprememba optimalnih pogojev privede do stresne reakcije, ki ima pogosto za posledico proizvodnjo nove snovi ali nenaden porast proizvodnje že proizvedene snovi. Takšni sistemi so na primer bioreaktorji, ki omogočajo proizvodnjo vodika. Določene zelene alge so že dolgo znane po svoji sposobnosti proizvodnje vodika: v nekaterih okoliščinah zaužijejo hranilne snovi, ki so jih proizvedle med fotosintezo, kar se imenuje biofotoliza. Odvzem žvepla in kisika ima za posledico povečano proizvodnjo vodika, kar omogoča proizvodnjo energije. (Pomanjkanje žvepla privede do ‘izklopa fotosinteze’, zato postane proces proizvodnje energije, pri katerem nastane tudi vodik, za alge bolj pomemben.) za proizvodnjo aktivnih snovi so izumili številne patente (kot so sestavine v zdravilih, prehranska dopolnila), med katerimi je najpomembnejše olje iz alg, ki je zelo zdravo: vsebuje veliko nenasičenih sestavin, kot posledica določenega stresa pa se občutno poveča tudi razmerje maščobnih kislin omega-3. Vnos maščobnih kislin omega-3 je izjemno pomemben, a mnogi ljudje jih ne zaužijejo dovolj, tudi razmerje med maščobnima kislinama omega-3 /omega-6 je porušeno.

HrAnA PriHODnOSTi: MiKrOALGeBi jeDLi

MrčeS? združeni narodi so pred kratkim

objavili podrobno poročilo o užitnih žuželkah, upoštevaje dejstvo, da bo vse več ljudi v luči bližnje krize

zaradi pomanjkanja hrane prisiljeno jesti žuželke, bogate z beljakovinami.

Mnogim ljudem se že sama misel na to gnusi, vendar pa moramo

upoštevati, da v nekaterih kulturah žuželke jedo že tisoče let. Žuželke so

še vedno na jedilniku dveh milijard ljudi po celem svetu.

FOTOBiOreAKTOr

Razmnoževanje alg na industrijski ravni je v našem podnebju možno zgolj na umeten način. Iz tega razloga se alge proizvajajo v zaprtih sistemih, kjer se proces optimizira z mešanjem umetne in naravne svetlobe ter temperature. Sistem se imenuje fotobioreaktor.

78

Pametna embalaža hrane prihodnosti Danes raziskavam in razvoju s področja embalaže hrane namenjamo skoraj toliko pozornosti kot sami hrani. z inovacijami in visoko tehnološkimi rešitvami tetrapaki, folije in steklenice poskrbijo, da živila ostanejo sveža in varna. Poleg varnosti živil pa mora biti prednostna naloga tudi varstvo okolja, kar raziskovalce motivira za razvoj novih tehnologij.

nOVO OBDOBjeV eMBALAŽi Obstajajo številni razlogi zato, da je po vsem svetu vedno več embalaže hrane. Več kot polovica svetovnega prebivalstva živi v mestih, kjer so možnosti za samostojno pridelavo hrane omejene. 3,5 milijarde mestnih prebivalcev posledično izdelke kupuje izven doma, po navadi pa so le-ti pakirani. Poleg tega imata naraščajoče število enočlanskih gospodinjstev, ki imajo raje manjše porcije, in vse pogostejši trend prehranjevanja na poti med sestanki za posledico vse več pakiranih živil. Žal pa embalaža hrane konča v košu skorajda takoj po njenem odprtju, pri čemer občuten delež, kot na primer plastenke

PeT ali pločevinke brezalkoholnih pijač, za razgradnjo potrebuje dolga desetletja.

Sploh pa so osupljivi ne samo količina embalažnega materiala temveč tudi odpadki, posebej v razvitih državah. zavržemo tako ostanke hrane, nastale med pripravo obrokov, kot tudi hrano, ki je ne pojemo. Vendar pa je najbolj žalostno, da večino hrane vržemo v koš skupaj z embalažo: hrana, ki je ne zaužijemo pravočasno, se pokvari, ne da bi embalažo odprli.

Dejstva in številke

1,3 milijarde –Število ton proizvedene hrane, kar predstavlja približno tretjino, ki se vsako leto globalno izgubi ali zavrže.95–115 kg – količina užitne hrane na osebo, ki se vsako leto izgubi ali zavrže v industrijskih državah.

79

raziskovalci kompleksen problem rešujejo z uvedbo različnih inovativnih rešitev za embalažo. eden poglavitnih ciljev je občutno zmanjšanje količine zavržene hrane s podaljšanjem roka, ko hrana v embalaži ostane sveža. To lahko dosežemo, da blokiramo kisik, s čimer preprečimo razmnoževanje razpadajočih bakterij. nemški oddelek za plastiko v podjetju BASF je razvil posebne sestavljene materiale, ki se uporabljajo predvsem za pakiranje podstavkov narezanega mesa, salam in sirov. Podstavek, ki je v stiku s hrano, je poliamid. Material je istočasno trpežen in prilagodljiv, kar pa je najpomembneje: zadržuje kisik in ogljikov dioksid. zgornji sloj je izdelan na osnovi BOPA (biaksialno usmerjenega poliamida), ki je izjemno

prilagodljiv, se ne trga, njegov spodnji sloj pa služi kot pregrada za zrak.Druga embalažna tehnologija za ohranjanje sveže hrane je modificirano atmosfersko pakiranje oz. MAP. Tehnologija omogoča, da se zrak, ki obkroža živilo, nadomesti z zaščitno atmosfero, posebej prilagojeno hrani. Primer za to je zmes dušika in ogljikovega dioksida. Ti nizko reaktivni plini nadomestijo kisik ter brez uporabe konzervansov upočasnijo razmnoževanje klic.

Poleg zagotavljanja higiene je drug pomemben cilj raziskovalcev v živilski industriji izdelati okolju prijazne embalažne materiale. Ta cilj izpolnjuje biorazgradljiva plastika: material, ki ga

bomo vse pogosteje srečevali, saj se uporablja pri mnogih plastičnih vrečkah in vrečkah za smeti. Kemično podjetje BASF je vodilno pri razvoju razgradljive plastike. njihov ecoflex® poliester se proizvaja iz bakterij, glivic, vode, ogljikovega monoksida in biomase ter se razgradi v nekaj tednih brez kakršnihkoli ostankov. ecoflex® se uporablja za premaz papirnatih skodelic, skrčljive folije pri hrani in tudi za vrečke, ki jih lahko uporabimo za kompostiranje doma.

80

KAKOPOTeKA

KOMPOSTirAnje?Kompostiranje je biološki

proces, med katerim se organski odpadki, kot so ostanki hrane, čaja, odpadki z vrtov, zaradi

naravnega razkroja spremenijo v humusu podobno snov. Snov se

imenuje kompost in se lahkona primer uporabi za izboljšanje

rodovitnosti tal.

Ali ste vedeli?Tudi dodatki lahko pomagajo pri recikliranju embalažnih materialov. Povečanje stopnje recikliranja in zmanjšanje zahtev za materiale. Izdelki podjetja BASF, ki prispevajo k doseganju ciljev zmanjšanja zahtev za materiale in povečanja stopnje recikliranja, vključujejo dodatke, s katerimi je plastika bolj elastična in odporna proti staranju in trganju. Uporabljajo se v procesih, kot je recikliranje steklenic za pijačo iz PET. Dodatki so del družine podjetja BASF Joncryl®, s katerimi se zagotavlja, da recikliran material pridobi kakovost novega PET. Še več, kemikalije za papir podjetja BASF omogočajo proizvodnjo novega papirja in kartona iz recikliranih vlaken.

•

eMBALAŽA:inTeLiGenTniŽiViLSKi inŠPeKTOr

Težko je določiti natančen rok uporabe pokvarljivih prehrambnih izdelkov, saj je ta močno odvisen od temperature shranjevanja. Prehranski izdelek se lahko desetkrat hitreje pokvari pri temperaturi 8-10°C v hladilniku kot pri 0°C. zato se za prehrambno industrijo razvijajo inteligentni kazalniki, ki nemudoma zaznajo, če hrana ni več užitna. Švicarski znanstveniki v embalažo hrane vgrajujejo ‘vohalne sisteme’ za nadzor njene kakovosti. Sistem meri temperaturo, vlago in spremembe nekaterih drugih spojin. Vsebnost etilena se spremeni, ko sadje dozori, medtem ko prisotnost heksanola kaže, da je sadje pokvarjeno. Toda senzorji zaznavajo tudi prisotnost drugih patogenov

in učinke UV žarkov ter puščanje, sušenje in druge poškodbe embalaže. Sprememba barve embalaže pomeni slabe vrednosti, zato je ni mogoče več odpreti.

Dilema o roku uporabnosti pa se pojavi tudi pri zamrznjeni hrani, saj ne moremo biti nikoli prepričani, ali je bila hrana pravilno globoko zamrznjena. časovni indikator temperature, ki ga je razvilo podjetje BASF, nam pomaga nadzirati hrano na poti od izdelovalca do trgovca na drobno, tako da lahko kupci s pogledom na nalepko v vsakem trenutku vedo, ali je bil izdelek ves čas globoko zamrznjen in pravilno shranjen, dokler ni prispel v kupčevo zamrzovalno skrinjo. za tiskanje nalepk OnVu™ iCe

se uporablja posebno črnilo, občutljivo za temperaturo; temnejše kot je črnilo, bolje je bila vzdrževana zamrzovalna veriga za ohlajeno in zmrznjeno hrano.Druga tehnologija, s katero si lahko pomagamo pri preverjanju dejanskih razmer, je radiofrekvenčna identifikacija (rFiD). elektronski čipi, nameščeni na embalaži, namesto črtnih kod hranijo vse pomembne informacije o hrani, vključno z njenimi sestavinami, alergeni in seveda rokom uporabnosti. čipi rFiD so hitri in preprosti za uporabo. Lahko jih uporabimo tudi, da bi zvedeli, kdaj točno je bila hrana proizvedena in po kateri poti je prispela do končne destinacije, tj. mesta prodaje.

Sprememba barveembalaže pomeni slabe vrednosti, zato je nimogoče več odpreti.

81

POjeSTiTUDieMBALAŽO ??

SVeTOVnA SenzACijA: PrVA SAMOOHLAjeVALnAPLOčeVinKA V zGODOVini

S samoohlajevalno pločevinko se lahko temperatura pijače v treh minutah zmanjša za 1°C. T.i. ChillCan je sestavljena iz cilindrične komore s plinom CO2 pod visokim pritiskom. Konča se z ventilom, ki poteka po dnu pločevinke in je pokrita z gumbom. Ko uporabnik pritisne na gumb, se ventil odpre, CO2 pa uide iz dna pločevinke v zrak. S širjenjem plina se absorbira toplota iz tekočine, ki jo obdaja, s čimer se temperatura zmanjšuje. Posebna pločevinka pijače – v kateri je energijski napitek – je komercialno že dostopna v združenih državah.

nekateri menijo, da se bo nova generacija embalaže razlikovala tudi po funkciji: z njo ne bomo le shranjevali hrane, temveč jo bomo lahko tudi pojedli. V ospredju raziskav o užitni embalaži hrane je dr. David edwards, harvardski profesor postopkov na področju biomedicinskega inženiringa. edwards je s svojo skupino znanstvenikov oblikoval užitno membrano iz biorazgradljivega polimera in delcev hrane, s katerimi bo nadomestili klasično embalažo, kot je celofan oz. karton. Užitna membrana oz. ‘Wikicell’ ima vlogo naravno prisotne ‘steklenice’, kar je podobno lupini oz. koži na sadju, ki zavaruje meso pod njim. edwards verjame, da se lahko znotraj membrane Wikicell shranijo vsi okusi. zaenkrat je njegovi ekipi uspelo oblikovati paradižnikovo membrano, ki vsebuje gaspačo, grozdno membrano, znotraj polnjeno z vinom, ter druge. edwards je razvil tudi prototip steklenice s premazom, podobnim jajčni lupini, ki se lahko skupaj z membrano pod njo odlušči oz. poje v celoti.

Membrani podobna snov je sorodna trenutno modnim kapsulam za pranje, pri katerih tekoči pralni detergent obkroža prosojen, foliji podoben material, ki se v pralnem stroju kot posledica stika z odpadki med pranjem raztopi.

čeprav si danes ne moremo predstavljati, da bi ugriznili v sendvič skupaj z njegovo embalažo, bodo v prihodnosti užitni ovoji nedvomno imeli pomembno vlogo. Številne raziskovalne skupine v različnih delih sveta se ukvarjajo z razvojem užitnih embalažnih materialov, ki se lahko uporabijo za embalažo brezalkoholnih pijač, slaščic incelo svežega mesa.

82

Ali ste vedeli?Japonska je trdnjava embalaže hrane: tukaj so nastale številne vrste embalaže, za katere so izumitelji prejeli nagrade za oblikovanje. Na Japonskem za embalažo pogosto uporabljajo bambus in druge materiale rastlinskega izvora. Celo njihovi krožniki in palčke so v večini primerov iz bambusovih vlaken. So vodilni ne samo pri uporabi materialov, ampak tudi v tehnologiji. Eden njihovih ključnih dosežkov je zamrzovalni sistem za ohranitev izjemne svežine, ki se uporablja za pakiranje surove ribe. Ta sistem za hitro hlajenje istočasno uporablja izmenični in enosmerni tok, visok ‘električni potencial’, tako da se proizvod hladi hitro brez oksidacije, s čimer se zmanjša velikost ledenih kristalov, ki nastanejo v celicah hrane.

•

OBLiKOVAnje V SLUŽBi TrAjnOSTne eMBALAŽe

Kot je razvidno iz zgornjih odstavkov, so minili časi, ko je bila edina funkcija embalaže hrane shranjevanje in morda tudi, da s svojim privlačnim videzom privabi pozornost kupcev. Slednje je seveda še vedno pomembno – a danes je glavni namen oblikovalcev neprekosljiva embalaža, ki je istočasno izjemno funkcionalna in naravna. Prizadevanja v tej smeri so prispevala k naraščanju količine embalaže hrane iz recikliranega papirja, kar je priljubljena rešitev pri pakiranju ekoloških proizvodov. A raziskovalci opozarjajo, da lahko tovrstni reciklirani materiali vsebujejo ostanke črnila ter posledično tudi škodljiva mineralna olja. zaradi varnosti hrane je zato med recikliranim papirjem in hrano treba namestiti tenko zaščitno folijo.

‘Pametna steklenica’ je lahko na policah trgovin videti osupljivo, kar ponuja prehod od klasične, trde embalaže k prilagodljivim

embalažnim omotom. Proizvaja se iz prilagodljivih slojev. na robovih se z namenom zagotavljanja trdnosti uporabljajo ravne in robustne zapore, s čimer se ohranja oblika zabojnika. Konfiguracija omogoča embalažo, ki se pred polnjenjem dobavlja v sploščeni obliki in zmanjšuje odtis pri odlaganju odpadkov, ko je vsebina izpraznjena.

Umetnost oblikovanja embalaže vključuje tudi etiketiranje in tiskanje. Škodljive barve na oljni osnovi se vse bolj zamenjujejo z barvami na vodni osnovi, ki so okolju prijazne. Pri oblikovanju etiket bo dejanski preboj dosežen s prvimi gibljivimi slikami na embalaži. Ali se to sliši futuristično? no, različne skupine znanstvenikov razvijajo takšne rešitve, medtem ko se embalaža z gibljivimi slikami že izvaja v testnih projektih. razlog, zakaj jih še niste videli v trgovinah, je, da jih proizvajalci še ne uporabljajo, ker so še vedno zelo drage.

•

83

znAnOST zAMrzOVAnjA

Velikost ledenih kristalov, ki nastajajo med procesom zamrzovanja, v veliki meri določa kakovost zamrznjene hrane, saj veliki kristali poškodujejo celično steno/membrano, zato hrana po odmrzovanju ne pridobi ponovno svoje prvotne oblike. Manjši kristali imajo manj škodljiv učinek. Velikost kristalov, ki nastanejo med zamrzovanjem – oz. ko se oborijo iz raztopine – je odvisna od hitrosti dveh procesov: nastajanja jeder in hitrosti rasti kristalov. če je prvi proces hiter, drugi pa počasen, nastane veliko manjših oz. celo mikroskopskih kristalov, v nasprotnem primeru pa manjše število večjih kristalov – v naravi poznamo kristale velikane, ki so težki več ton. Hitro hlajenje pospešuje stopnjo jedrenja, zato v prehrambni tehnologiji dajejo prednost hitremu hlajenju. za ta proces je najprimernejši tekoči dušik, ki lahko hrano ohladi do -196°C. Povečana količina biogenih aminov lahko tudi kaže na kvarjenje beljakovinsko bogate hrane. Biogeni amini nastanejo iz aminokislin (produktov hidrolize beljakovin) z dekarboksilacijo med procesom fermentacije in kvarjenja. Fermentirani proizvodi (kot sta sir in vino) vedno vsebujejo snovi, ki so v velikih količinah strupene. Skupna količina štirih glavnih biogenih aminov – histamina, tiramina, putreskina in kadaverina (slednji je ‘strupeni odpadek’) – kaže na pokvarjene mesne izdelke. Takšna inteligentna embalaža oz. majhne nalepke so že na voljo in opozarjajo na povečano količino aminov s spremembo barve, kar je znak, da je meso pokvarjeno.

Fermentirani proizvodi (kot sta sir in vino) vedno vsebujejo snovi, kiso v velikihkoličinahstrupene.

84

znanost v kuhinji inovacije na številne načine lajšajo naše vsakdanje življenje. enako je tudi s hrano, saj sega razvoj na vsako področje našega življenja. Prehrana in kulinarika bosta v prihajajočih desetletjih doživeli takšne spremembe, da sploh ne bomo več vedeli, kaj imamo na krožniku. Bo pa ‘tisto’ prepoznalo nas ...

PAMeTnA KUHinjA, inTeLiGenTne nAPrAVe

razvoj gospodinjskih naprav, tako kot druga področja, določajo spreminjajoče se potrebe ljudi. Vedno manj časa želimo preživeti ob pripravljanju hrane, hkrati pa želimo jesti zdrave in hranljive obroke, ki so okusni in so tudi videti dobro. Poleg tega želimo v kuhinji uživati v visokotehnoloških pripomočkih, saj smo se nanje navadili že na drugih področjih. Kuhinjska oprema prihodnosti bo poskušala doseči vse, kar se nam bo mogoče zdelo prav tako neverjetno kot našim babicam, ko so prvič videle hladilnik ali mikrovalovno pečico.

Kuhinja prihodnosti nas bo spominjala na dobro opremljen laboratorij, v katerem bodo pametne napravice pravzaprav različni senzorji, ki bodo na primer prepoznali naš glas, ko vstopimo v

kuhinjo, zato se bodo luči avtomatsko prižgale. Kuhinja bo poznala naše prehranske navade in nam bo priporočila hrano, pijačo in povsem zdrav obrok, ki nam ga bo navedel naš holografski kuharski mojster. z zaslonom na dotik bomo izbrali območje, ki ga bomo želeli segreti na kuhalni plošči, in lastno zelenjavo bomo pridelali v hidroponiki, ki je nekakšen ‘kuhinjski vrt’ brez zemlje.

Pripomočki bodo komunicirali med seboj tako, da če bomo v elektronski kuharici izbrali recept za rostbif, bo pametni hladilnik nemudoma zagnal program za odtajevanje mesa. in ko že govorimo o hladilnikih, inženirji že načrtujejo takšnega, ob katerem bomo na prvi pogled pomislili na veliko stvari, razen na to, da naprava sodi v kuhinjo.

Takšna edinstvena zamisel je koncept bio robotskega hladilnika, ki uporablja posebno snov v obliki gela, ki zadrži svežino in ohladi hrano, ko je enkrat v njem. ne le videz, tudi delovanje oblikovno nagrajenega hladilnika je nenavadno, saj nima motorja ali druge tradicionalne tehnologije kot večina hladilnikov, temveč posebna biopolimerska želatina sproži kemično hlajenje. za uporabo hladilnika hrano pravzaprav porinete v gel, ki je brez vonja in ni lepljiv, in hrana se v njem obdrži in ohladi, dokler je ponovno ne uporabite. Hladilni agenti so ‘bio roboti’ v gelu, ki za shranjevanje hrane uporabljajo luminiscenco – svetlobo, ki nastaja pri nizkih temperaturah. naprava za hlajenje ne porablja nič energije, potrebuje le energijo za svojo malo kontrolno ploščo.

85

seDiNahlaDilNik!

KUHAnje inPOUK KeMijeV eneM

Ščepec soli, prgišče riža – teh izrazov zagotovo ne bomo slišali v kuhinji prihodnosti, kjer bo temperatura določena na polovico stopinje Celzija natančno in bo čas kuhanja merjen v sekundah. To seveda ne pomeni, da se bomo morali odpovedati veselju do kuharskega ustvarjanja in eksperimentiranja, kar naredi iz kuhanja umetnost, temveč bodo kuharskemu mojstru prihodnosti pomagali povsem drugačni postopki kuhanja, ki bodo zahtevali skoraj znanstveno natančnost. Fizikalne in kemične postopke, uporabljene v molekularni gastronomiji, so razvili podjetni kuharski mojstri in znanstveniki. Kmalu jih bomo lahko posnemali. Osnova tega novega načina priprave hrane je v tem, da se poseben okus in tekstura čudežev jedi ustvarjata iz sestavin, ki se kemično razčlenijo na majhne delce s posebnimi tehnikami in visokotehnološkimi napravami. Osnovni koncept je kuhanje z znanstvenega stališča, a kot vsakdanja aktivnost. rezultat je nova in inovativna kulinarična izkušnja. rezultat tega so lahko drzne jedi, kot so jabolčni puding z borovničevimi špageti, eksplozivne grahove kroglice ali molekularni malinov zrak.

BASFOVi inženirji za razvoj plastike so prav tako ustvarili hladilnik prihodnosti, ki skorajda izključno temelji na posebni plastiki. Po zaslugi odlične sposobnosti oblikovanja materialov oblika konceptualnega hladilnika Coolpure 1.0 ni navadna kocka: je dizajnerski predmet, ki se lahko v kuhinji uporablja tudi za sedenje. Plastika ima odlično izolacijsko sposobnost, zato so ti hladilniki energijsko zelo varčne naprave.

86

GASTrOnOMSKe reFOrMe

izraz molekularna gastronomija je nastal, ko sta se srečala fizik nicholas Kurti in fizikalni kemik Hervé This. Posebnost na Madžarskem rojenega nicholasa Kurtija je bila termodinamika, zato je izvedel ogromno poskusov z materiali pri skrajno nizkih temperaturah. Žalostilo ga je dejstvo, da ljudje vedo več o notranji temperaturi zvezd kot o notranji temperaturi riževega pudinga, zato se je

odločil, da bo splošno javnost seznanil z znanstveno platjo kulinarične umetnosti. Ustvaril je izraz molekularna gastronomija in organiziral prvo konferenco o molekularni gastronomiji. Globoko prepričan je bil, da kemije in fizike ni mogoče ločiti od kuhinjskih postopkov. zato je pozval vse kuharske mojstre, naj se udeležijo visokoznanstvenega izobraževanja.

TODA KAKO in izčeSA SO nArejene Te POSLASTiCe?

Poleg običajnih vsakodnevnih sestavin, zelenjave in sadja, potrebujete tudi materiale, ki spremenijo običajno obliko in teksturo sestavin. Ti materiali in osnovni postopki molekularne gastronomije se redno uporabljajo v prehrambni industriji, čeprav je njihov videz tam manj pomemben. V molekularni kuhinji je bistveno, da so jedi nepričakovane, kar pomeni, da se videz in okus na prvi pogled ne skladata najbolje. Ali bi poskusili skledo špagetov, če bi vnaprej vedeli, da imajo okus po rdečem ribezu? in ali bi jedli kaviar, če bi vedeli, da je okusa vanilje namesto pričakovanega ribjega?

Sedaj se lahko seznanite tudi z nekaterimi postopki spreminjanja teksture pri molekularni gastronomiji:

Pri tej metodi se lecitin pridobi iz naravnih sestavin, kot so jajca ali soja, in uporabi za penjenje in zračenje, ne le v molekularni gastronomiji, temveč tudi v prehranski

industriji.

Zračenje

Pogosto uporabljen aditiv je emulgatorska pasta, ki je

izdelana iz živalskih in rastlinskih maščob. S tem materialom lahko kombiniramo sestavine, ki niso pomešane, na koloidni ravni in

tako dosežemo neverjeten okus in teksturo hrane.

Sferifikacija je tehnika, pri kateri se tekočina spremeni v gel. Doseči je mogoče dva rezultata: s počasno

gelifikacijo se ves material spremeni v želatino, lahko pa se naredijo

kapljice, ki v notranjosti ostanejo tekoče. (Slednje se nanaša na ime:

sferifikacija.) Alginat, pridobljen iz alg in kalcijevega klorida, ima sferifikacijske lastnosti, ker ti materiali predstavljajo v vodi netopno zmes, ki tvori ovoj na površini kapljice (okusna, pobarvana raztopina alginata se vrže v raztopino

kalcijevega klorida).

EmulgiranjeSferifikacija

87

Metilna želatina, material, izdelan iz celuloze, se uporablja za toplo penjenje sestavin. njena glavna

lastnost je, da nad temperaturo 60 stopinj Celzija dobro želira in se med hlajenjem zmehča. zato se pogosto uporablja v prehrambni industriji za pripravo predhodno kuhane hrane, medtem ko se v kuharski umetnosti

uporablja kot adheziv.

za mešanje surovih materialov z različno polarnostjo, recimo za gladko mešanje olja ali kisa, se ultrazvočna homogenizacija veliko bolj učinkovito

uporablja kot mehansko mešanje. Oscilacija zvočnega vala med 20 kHz in 10 MHz povzroči, da se material

premakne na molekularni ravni, zato je mogoče mešati več komponent, kot sta

recimo olje in kis, ustvari pa selahko popolna emulzija.

neizpodbitno je najbolj viden element molekularne kuhinje tekoča dušikova

kopel. Pri -196 stopinj Celzija je v tekočem dušiku mogoče zamrzniti

raznovrstno hrano, kar spremlja spektakularno nastajanje pare. Dovolj je recimo že, da zmešamo sestavine za sladoled, in če nanj zlijemo tekoči

dušik, bo v trenutku zmrznil. Hitro zamrznemo lahko tudi meso za

konzerviranje.

Toplo penjenje

Ultrazvočna homogenizacija

Tekoči dušik

88

Ali ste vedeli?občutek dotikanja lahko tudi vpliva na percepcijo okusa. Poskusite! Poskusite kepico sladoleda z zaprtimi očmi, medtem ko držite kos žameta: občutili boste, da je sladoled bolj kremast. Za tem roke podrgnite s kosom smirkovega papirja, medtem ko okušate. Ali čutite, da je tekstura sladoleda bolj grudasta?

Če želite poskusiti molekularno gastronomijo, lahko najdete nekaj osnovnih orodij, s katerim lahko ustvarjate nenavadne posode. S ‘testeninskim kompletom’ lahko naredite obroke s testeninami iz katerih koli tekočih materialov. S ‘škatlo kaviarja’ lahko ustvarite tudi majhne, barvite kroglice iz katerekoli tekočine.

• •

NAMIG !

SVeTOVni PrVAK VMOLeKULArni KUHinji

Dandanes vedno več znanih kuharskih mojstrov uporablja postopke molekularne gastronomije, vendar pa je bil Heston Blumenthal prvi, ki je osvojil naslov ‘najboljši kuharski mojster na svetu’. V njegovi restavraciji v Veliki Britaniji lahko gostje uživajo v posebnih jedeh, kot so hrustljavi zeleni čaj in čistilec okusa limete, mariniran z japonskimi morskimi algami in vaniljevo majonezo ali polžjo kašo z zelenim peteršiljem.

1

89

SVeTOVni PrVAK VMOLeKULArni KUHinji

kuhajMOVVakuuMu!

Večina kulinaričnih postopkov se prične ‘velikopotezno’, kar pomeni, da jih najprej uporabijo v velikih kuhinjah in restavracijah in so rekreativnim kuharskim mojstrom na voljo šele pozneje. enako je bilo z vedno bolj modernim sous-vide ali vakuumskim kuhanjem, ki so ga prvotno uporabljali le Michelinovi kuharski mojstri, a je bilo tako praktično, da se je kmalu začelo širiti. S tem postopkom je mogoče pripraviti izredno okusne in zdrave obroke, ki jih je mogoče hraniti več tednov. Metoda sestavine, kot so meso, drobovina ali zelenjava, vakuumsko pakira in kuha v vodi razmeroma dolgo, tudi do 72 ur na stalni nizki temperaturi,

približno 60°C. Vakuum je pomemben, ker odsotnost zraka preprečuje oksidacijo hrane, zato se ta ne razbarva in aerobne bakterije, odgovorne za degradacijo, se v hrani ne morejo razmnožiti.

Prednost kuhanja v vodi pri nizki stalni temperaturi je v tem, da je voda sposobna toploto na hrano prenesti počasi, a konstantno, saj se ta prenese desetkrat bolj učinkovito kot zrak. Meso postane okusnejše, ker se pri 50 do 60 stopinjah toplotna degradacija manjša in maščoba prav tako ostane v hrani. ne nazadnje v njej ostanejo tudi hranila, minerali, sol in vitamini. Temperatura

in čas kuhanja se seveda pri različnih sestavinah razlikujeta; odvisna sta predvsem od tališča maščob v mesu in beljakovinskih lastnosti. Kokoš potrebuje na primer 24 ur pri temperaturi 54,5 stopinj Celzija, medtem ko potrebujejo bedrca 4 do 8 ur pri 71 stopinjah.

nekatero sous-vide hrano, na primer zelenjavo, je mogoče zaužiti takoj, meso pa je treba popeči z nekaj kapljicami olja. če seveda želite hrano jesti pozneje, jo morate ohladiti s šok hlajenjem, ko jo vzamete iz vode, kar pomeni, da jo morate naenkrat ohladiti pod temperaturo 3 stopinje. zatem se hrana lahko varno shrani za 21 do 40 dni.

Dejstva in številke

50 % – Kuhinje,ki redno uporabljajo tehniko sous-vide, prihranijo 50 % energije.

90

KAKO DeLUje3D-TiSKALniK HrAne?

3D-tiskalniki ustvarjajo posebne materiale, shranjene v kasetah sloj za slojem, ki medsebojno konsolidirajo in tvorijo 3D-predmete. 3D-tiskalnik hrane deluje po enakem načelu, edina razlika je, da so v kasetah namesto materialov užitni materiali, kot so ogljikovi hidrati, beljakovinski praški in vitamini. Tiskalnik te komponente postavi drugo na drugo, dokler ni pripravljena užitna hrana.

Tiskanje čokolade ali piškotov ni nobena težava več za podjetja, ki se ukvarjajo s tiskanjem hrane. Pred kratkim je znani izdelovalec kakavovih piškotov, ameriški Oreo, predstavil 3D-tiskano različico svojih izdelkov. raziskovalci sedaj delajo na ustvarjanju bolj zapletene hrane, kot je pica, saj je treba testo med tiskanjem speči ter paradižnik in druge nadeve položiti na testo šele po tem postopku.

nATiSni MOje KOSiLO3D-tiskanje je nova tehnologija, ki lahko vpliva na več področij našega življenja in se ne izogne niti kuhinji.

To priročno in hitro metodo so prvotno izumili za ustvarjanje prototipnih delov, ki so bili oblikovani na

računalniku za industrijsko proizvodnjo, pozneje pa jo je odkrila tudi prehrambna industrija. čeprav veliko ljudi niti pomisli ne, da bi jedli zrezek, narejen s tiskalnikom 3D, lahko tiskalnik hrane kaj kmalu postane osnovna

naprava v kuhinji.

91

TODA zAKAj je TO TAKO reVOLUCiOnArnA nAPrAVA?

Po eni strani bi z njo lahko preprečili pojavljanje odpadkov hrane, saj se materiali v kaseti ne morejo pokvariti. V takšnih ‘prehranskih kasetah’ so ogljikovi hidrati, beljakovine, makro- in mikrohranila ter vitamini v obliki praška; njihov rok trajanja je do 30 let.

Druga poglavitna prednost tiskanja hrane je, da omogoča zdravo, osebno in raznoliko prehrano. recept je mogoče v trenutku spremeniti z enim samim gumbom, odvisno od uporabnika, ki je lahko starejša oseba, nosečnica, otrok ali nekdo na posebni prehrani. Poudarek te nove tehnologije kuhanja tako ni zgolj na udobju, temveč na pomembnejšem dejavniku: prehranjevanje je mogoče poosebiti in lažeje zadovoljiti ljudi, ki uživajo posebno prehrano.

Ali ste vedeli?Tehnologijo 3D-tiskanja hrane podpira NASA, ki je podpisala pogodbo z enim od podjetij za izdelavo tiskalnikov, saj se NASA sooča s težavo, kako zagotoviti pravilno količino hrane astronavtom na vesoljski postaji.

•

Si, KArjeŠ!

Ta pregovor drži že tisoče let. Večina onesnaževalcev pride v naše telo s tem, kar zaužijemo, medtem ko je hrana tudi vir pomembnih (poglavitnih) hranil. zato je zelo pomembno, kaj jemo. raznolika prehrana je ključnega pomena. Pomemben del zdrave prehrane je tudi to, da so hranila, potrebna za delovanje našega telesa, v njem v zadostnih količinah, ne glede na to, ali so makrohranila (ogljikovi hidrati, maščoba, beljakovine) ali mikrohranila (elementi v sledovih, vitaminov,

antioksidantov). zdravju koristna hrana ali funkcionalna hrana je tudi inovativna hrana. ena od prvih in še vedno najširše prodajanih vrst funkcionalne hrane je jodirana sol. (jod je osnovni element za dobro delovanje žlez.) Tehnike inovativnega kuhanja ohranjajo visoko hranilno vrednost, saj vzdržujejo aktivno zdrave sestavine hrane in ustvarjajo nove priložnosti za vključitev snovi za zaščito zdravja v našo prehrano.

Tapregovordrži že

tisoče let.

92

KAzALO

Uvod 2,3

Urbano življenje 4,5

Prihodnost vode – kako lahko znanost pogasi našo žejo? 6-11

čist zrak – z znanstvenimi metodami 12-19

Sodobna mesta prihodnosti 20-31

Pametna energija 32,33

Preverjeni viri energije 34-43

Svetlobni viri prihodnosti 44-55

nove možnosti v prometu 56-67

Trajnostna prehranska veriga 68,69

Kako zagotoviti hrano za prihodnje generacije? 70-77

Pametna embalaža hrane prihodnosti 78-83

znanost v kuhinji 84-91

93

beležke

9494