你可能不知道因人類發展太快，沙子都可能快不夠用了！

自古以來，沙子似乎是無限供應的東西之一。它一直是數量不計其數的象徵。但幾千年來，事情彷彿發生了變化：我們正在耗盡這些東西。沙子很像石油，形成需要花費很多時間，而且不能更新。沙子實際上是現代文明的基礎。它是混凝土、磚塊、石膏、玻璃和微晶元中的關鍵成分。更重要的是，開採更多的沙子是在破壞世界各地的生態系統。

我們離不開沙子，人類也越來越多地意識到沙危機並試圖解決這個問題，學會以更聰明的方式使用更少的沙子。沙不是由其成分決定的，而是由其顆粒的大小決定的，這些顆粒比礫石小，大於淤泥。粗略地說，這意味著在2和0.06毫米之間。在這個範圍內有很多種類，從猶他州沙丘上發現的半透明粉紅色到夏威夷海灘的黑色火山谷。

不同的種類適用於不同的應用程序，但有一個需求使所有其他應用程序相形見絀。我們開採的沙子中有百分之六十到百分之七十五會滿足我們對混凝土的渴望，並且相當便宜，這就是為什麼我們使用的材料是所有其他建築材料總和的兩倍：每年約300億噸。聯合國環境規劃署的帕斯卡爾佩杜齊說：「這足以在赤道周圍建造27米高的圍牆。」他在2014年撰寫了關於沙塵危機的報告。

混凝土主要由沙子和其表面積較大的礫石組成，有一點水泥和一些水混合在一起。大多數要求大而粗糙的沙粒，這樣有助於更好的結合在一起。因此，混凝土兼容沙的最佳來源是河床、海灘和近海海床。雖然需要費力地清除鹽和氯，但海底的沙子也起作用。在這些地方采砂可能會破壞環境。例如，在過去幾年中，印度尼西亞海島上的大部分沙子運往新加坡擁擠的島嶼國家，在那裡用於土地開墾項目。同時，印度尼西亞也擔心生態災難。

我們的沙地危機是公地悲劇的典型例子，在這種情況下，不受限制地使用共同資源會導致需求壓倒供應。然後，一個合乎邏輯的解決方案是建立並執行關於可以開採多少沙子的規則，但說起來容易做起來難，特別是在偏遠地區。真正的解決方案是減少我們對沙子的需求，實際上，這意味著減少我們對混凝土的使用。我們不用修建新的公寓樓、橋樑、水壩、停車場等等，而是修復已經存在的那些。混凝土的磨損常常以裂縫的形式出現，削弱了結構，並使水侵入和腐蝕嵌入的金屬增強材料。

為了解決這個問題，荷蘭代爾夫特大學的Hendrik Jonkers開發了一種含有細菌的噴霧劑，產生可充當填充物的碳酸鈣。理論上，混凝土也可能摻入細菌，當暴露在空氣中時，它可能會彈開並癒合建築物。但細菌不能修復超過一毫米寬的裂縫。此外，紐約賓漢姆頓大學的金仁瑞說：「許多物種無法在混凝土中長期存活，這種惡劣環境與漂白劑一樣鹼性。」

金仁瑞認為她有一個更好的主意：改用真菌。它們比細菌更堅韌，可以為混凝土提供更好的癒合添加劑。因此，在過去的兩年中，她和她的同事們進行了關於真菌孢子是否可以在混凝土中生存並生產碳酸鈣填料的研究。篩選顯示有兩種菌株可以將其拉出。然而，一種基於真菌的混凝土修復產品還有數年之久。英國阿伯丁大學水泥專家穆罕默德·伊巴比說：「我們不能等那麼久。」他正在研究新的碳酸鈣驅除細菌種類，他說這些細菌為油井提供了優勢，因為它們可以潛伏的時間比真菌長得多。他也在研究可以混入混凝土的微膠囊。當它們破裂時，它們會釋放出能夠產生填料的化學物質。

儘管如此，即便自愈混凝土成為現實，結構最終也會變得非常糟糕，無法修復。專家們指出：為了消耗更少的沙子，我們可能需要徹底改變我們建造的方式。」切換到塊式混凝土建築會降低我們對沙子的需求，但在我們進入這個階段之前，必須進行大量現實世界的迭代和測試。因此，在此期間或許至少應該努力確定采砂規則。（科技新發現 康斯坦丁/文）

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