Katrina Cornish se je medtem, ko je živela v Kaliforniji, spraševala o tistih odprtih tovornjakih, ki jih je videla z velikimi tovori zrelih paradižnikov. Zakaj, si je mislila, niso bili paradižniki na dnu zdrobljeni v velike rdeče luže.
Razlog, ki bi jo pozneje izvedela, je ta, da so bili paradižniki vzrejeni z žilavimi kožicami, ki so jim omogočile, da zdržijo vso to težo od zgoraj.
Ta del znanja bi Cornvju dobro služila, ko se je preselila na Ohio State University, kjer je raziskovalec biomateriala. Pred kratkim je skupaj s svojo raziskovalno skupino odkrila, da so ne le trdi paradižnikovi olupki, ampak tudi zdrobljene jajčne lupine lahko učinkovita nadomestila za polnilo na osnovi nafte, ki se uporablja v avtomobilskih pnevmatikah.
"Kar želite v polnilu, je nekaj resnično močnega in močnega, " pravi. "Zato smo si ogledali olupke paradižnika."
Izbira polnila v pnevmatikah in drugih izdelkih iz gume je že dolgo imenovana saja, praškasti ogljikov izdelek, ki obsega 30 odstotkov večine pnevmatik. Pravzaprav je razlog, da so številni izdelki iz gume črni. Saja pomaga, da je guma v pnevmatikah bolj trpežna.
Vendar je ponudbe vedno manj, saj povpraševanje po avtomobilih v državah v razvoju hitro narašča. Hkrati je proizvodnja saj v zadnjih letih upadla v ZDA, ko se je EPA krčila na rastline, ki oddajajo prevelike količine žveplovega dioksida in dušikovega oksida.
Zaradi tega so ameriški proizvajalci gume bolj odvisni od čezmorskih podjetij za izdelek, ki je bil vedno dovzeten za nihanje svetovnih cen nafte.
Potencial živilskih odpadkov
Torej bi lahko uporaba živilskih odpadkov za zmanjšanje potrebne količine saj zmanjšala stroške. Prinaša lahko tudi okoljske koristi. "Eden od razlogov, da je to takšno bogastvo, je celotno vprašanje trajnosti, " pravi Cornish. „Saja se proizvaja z nafto. Če bi lahko začeli nadomeščati nekaj tega netrajnostnega materiala s trajnostnim materialom, nam pomagate odvzeti nafto. "
V Ameriki očitno ne primanjkuje živilskih odpadkov. Američani porabijo več kot 30 kilogramov paradižnika na osebo na leto, po navedbah ministrstva za kmetijstvo jih večina konzervira ali predela na nek način, kot je omaka na pice. Živilska podjetja olupijo in zavržejo trdo kožo. Vsak Američan v povprečju porabi približno 270 jajc na leto, kar skupaj v državi znaša približno 86 milijard. Približno 40 odstotkov teh jajc porabijo živilske družbe, ki na tone odlagajočih lupin pošljejo na odlagališča. Tam dolgo sedijo, ker se ne pokvarijo zelo enostavno.
"Mislili smo, da bi bila uporaba jajčnih lupin kot polnilo boljša usoda od konca na odlagališču, " pravi Cornish. "In bil sem zelo prijetno presenečen, ko se je izkazalo, da so zelo učinkovito okrepilno polnilo in ne polnilo razredčila."
Posušene in zmlete paradižnikove kože (zgoraj) in jajčne lupine (spodaj) se pred dodajanjem v gumo predelajo v grob, srednji in fin prah. (Kenneth Chamberlain, iz pristojnosti univerze Ohio State) Kot pojasnjuje Cornish, je polnilo razredčila tisto, ki lahko naredi kompozit šibkejši in trdnejši, bolj ga dodate izdelku. Zmanjšuje stroške, hkrati pa tudi znižuje kakovost. V nasprotju s tem ojačitveno polnilo poveča trdnost izdelka, čeprav lahko tudi zmanjša njegovo elastičnost.
"Toda z nekaterimi temi novimi polnili, jajčnimi lupinami in paradižnikovo lupino, ko jih uporabljamo v kombinaciji s saje, lahko dosežemo povečanje trdnosti, ne pa povečanja trdote ali izgube elastičnosti, " pravi.
Z drugimi besedami, ugotovljeno je, da polnila iz živil krepijo gumo, hkrati pa ohranjajo prožnost.
Trajnostne alternative
Do zdaj je ekipa Ohio State uspešno preizkusila jajčne lupine ali paradižnikove lupine v kombinaciji s sajami, kar zmanjšuje količino tradicionalnega polnila, ne da bi ga nadomestili. Raziskovalci še niso združili obeh živilskih odpadkov skupaj v polnilu. Prizadevajo si, da bi ugotovili, kako lahko kombinacija obeh - brez saj ne spremeni edinstvenih mehanskih lastnosti, ki jih vsaka posebej prinese gumi. Cilj na koncu bi bil ustvariti "recepte" za različne kombinacije, da bi dosegli rezultate, ki najbolje ustrezajo potrebam proizvajalca.
»Že pokazali smo, da lahko z uporabo saje dobite različne kombinacije lastnosti, več kot to lahko stori sama. Menimo, da bi ga lahko še bolj popeljali, če bosta oba sestavljena na inteligenten način predvidevanja, "pravi Cornish.
Katrina Cornish (levo) in Cindy Barrera (desno) pregledujeta zemeljske paradižnikove kože in jajčne lupine ter vzorce gume. (Kenneth Chamberlain, iz pristojnosti univerze Ohio State) Ugotavlja, da so raziskovalci od Forda prejeli donacijo za delo na projektu z uporabo zdrobljenih jajčnih lupin v gumijastih delih in da je drug proizvajalec gume izrazil zanimanje za delo s polnilom paradižnikove lupine.
Raziskovalci so od ameriškega urada za patente in blagovne znamke prejeli povratne informacije o prijavi patenta za svoje sestavke iz gume iz bioloških odpadkov in Cornish pravi, da bo kmalu ponovno predložen. Tehnologija ima dovoljenje za podjetje Cornish, ki se imenuje EnergyEne.
Najti naravne alternative, ki bi jih lahko uporabili pri izdelavi izdelkov, za Cornish ni nič novega. Prav tako nadzira projekt, da bi ugotovil, ali se lahko kot vir gume uporablja različna maslačka iz Kazahstana. Približno 10 do 15 odstotkov korenin rastline je naravni kavčuk.
Ključno za njo, pravi, je, da imate odprte oči za možnosti naravnega sveta.
»Prihajam iz zelo širokega ozadja in zelo me zanima trajnostno gospodarstvo. V Ohiu je kmetovanje ogromna industrija, predelava hrane je ogromna industrija, "ugotavlja. „Želel sem pogledati, kaj lahko naredim kot neživilski znanstvenik, povezan s prehrambno industrijo. Vsi imajo velike odpadke. Odpadki stanejo veliko denarja. Odpadki gredo na odlagališče. Tako smo ocenili, kaj so odpadki in kaj lahko z njimi storimo.
"In izkazalo se je, da gre za izjemno uspešen projekt. Ne želim, da se to sliši pokroviteljsko, vendar večina ljudi ne pogleda okoli sebe in resnično vidi, kaj je tam. "
