你可能不知道因人类发展太快，沙子都可能快不够用了！

自古以来，沙子似乎是无限供应的东西之一。它一直是数量不计其数的象征。但几千年来，事情仿佛发生了变化：我们正在耗尽这些东西。沙子很像石油，形成需要花费很多时间，而且不能更新。沙子实际上是现代文明的基础。它是混凝土、砖块、石膏、玻璃和微芯片中的关键成分。更重要的是，开采更多的沙子是在破坏世界各地的生态系统。

我们离不开沙子，人类也越来越多地意识到沙危机并试图解决这个问题，学会以更聪明的方式使用更少的沙子。沙不是由其成分决定的，而是由其颗粒的大小决定的，这些颗粒比砾石小，大于淤泥。粗略地说，这意味着在2和0.06毫米之间。在这个范围内有很多种类，从犹他州沙丘上发现的半透明粉红色到夏威夷海滩的黑色火山谷。

不同的种类适用于不同的应用程序，但有一个需求使所有其他应用程序相形见绌。我们开采的沙子中有百分之六十到百分之七十五会满足我们对混凝土的渴望，并且相当便宜，这就是为什么我们使用的材料是所有其他建筑材料总和的两倍：每年约300亿吨。联合国环境规划署的帕斯卡尔佩杜齐说：“这足以在赤道周围建造27米高的围墙。”他在2014年撰写了关于沙尘危机的报告。

混凝土主要由沙子和其表面积较大的砾石组成，有一点水泥和一些水混合在一起。大多数要求大而粗糙的沙粒，这样有助于更好的结合在一起。因此，混凝土兼容沙的最佳来源是河床、海滩和近海海床。虽然需要费力地清除盐和氯，但海底的沙子也起作用。在这些地方采砂可能会破坏环境。例如，在过去几年中，印度尼西亚海岛上的大部分沙子运往新加坡拥挤的岛屿国家，在那里用于土地开垦项目。同时，印度尼西亚也担心生态灾难。

我们的沙地危机是公地悲剧的典型例子，在这种情况下，不受限制地使用共同资源会导致需求压倒供应。然后，一个合乎逻辑的解决方案是建立并执行关于可以开采多少沙子的规则，但说起来容易做起来难，特别是在偏远地区。真正的解决方案是减少我们对沙子的需求，实际上，这意味着减少我们对混凝土的使用。我们不用修建新的公寓楼、桥梁、水坝、停车场等等，而是修复已经存在的那些。混凝土的磨损常常以裂缝的形式出现，削弱了结构，并使水侵入和腐蚀嵌入的金属增强材料。

为了解决这个问题，荷兰代尔夫特大学的Hendrik Jonkers开发了一种含有细菌的喷雾剂，产生可充当填充物的碳酸钙。理论上，混凝土也可能掺入细菌，当暴露在空气中时，它可能会弹开并愈合建筑物。但细菌不能修复超过一毫米宽的裂缝。此外，纽约宾汉姆顿大学的金仁瑞说：“许多物种无法在混凝土中长期存活，这种恶劣环境与漂白剂一样碱性。”

金仁瑞认为她有一个更好的主意：改用真菌。它们比细菌更坚韧，可以为混凝土提供更好的愈合添加剂。因此，在过去的两年中，她和她的同事们进行了关于真菌孢子是否可以在混凝土中生存并生产碳酸钙填料的研究。筛选显示有两种菌株可以将其拉出。然而，一种基于真菌的混凝土修复产品还有数年之久。英国阿伯丁大学水泥专家穆罕默德·伊巴比说：“我们不能等那么久。”他正在研究新的碳酸钙驱除细菌种类，他说这些细菌为油井提供了优势，因为它们可以潜伏的时间比真菌长得多。他也在研究可以混入混凝土的微胶囊。当它们破裂时，它们会释放出能够产生填料的化学物质。

尽管如此，即便自愈混凝土成为现实，结构最终也会变得非常糟糕，无法修复。专家们指出：为了消耗更少的沙子，我们可能需要彻底改变我们建造的方式。”切换到块式混凝土建筑会降低我们对沙子的需求，但在我们进入这个阶段之前，必须进行大量现实世界的迭代和测试。因此，在此期间或许至少应该努力确定采砂规则。（科技新发现 康斯坦丁/文）

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