发明者卡特丽娜·科尼什是美国俄亥俄州立大学研究学者和生物材料教授,她花多年时间来探索橡胶的新来源,包括汁液能制造橡胶的蒲公英。她目前正在申请专利的一项新技术,是将食品废物转化为橡胶填料。
首先进行的是蛋壳和番茄皮试验。将它们填入橡胶之前需要经过许多处理过程,包括干燥和磨细,后者还包括粗磨、中磨和细磨(分别见于附图中,白色的是蛋壳粉)。两项试验都是成功的。在测试中,添加新填料制成的橡胶性能超过了工业标准。
科尼什说,这项技术有潜力解决3个问题:使橡胶制品的生产可持续,减少对石油材料的依赖,减少填埋场的废物。
拿汽车轮胎来说,其中约30%是炭黑,它使轮胎更耐用。
“轮胎行业的持续发展不仅需要更多的天然橡胶,也需要更多的填料。”世界轮胎产量一直居高不下,各国能调用的炭黑都用上了,少有盈余。所以美国不得不进口一些来补差。而炭黑的成本也会随石油价格而变动。“我们需要更多的可持续性。”
当然,她和团队探索利用食品废料时,“不是说要从你的早餐收集蛋壳,我们要去找大的来源。”
据美国农业部的统计,美国人每年消耗近1000亿个鸡蛋。这些鸡蛋中有一半在食品加工厂里被打开,工厂付钱把蛋壳拉到垃圾填埋场。而不幸的是,蛋壳在那里并不降解。
美国第二位最受欢迎的蔬菜,是西红柿。每年吃掉1300万吨,大部分制成罐头或其他加工食品。这些经过培育的西红柿长有富含纤维的厚皮,以方便包装和长途运输。食品公司制作番茄酱时,会将不容易被人体消化的番茄皮剥掉、丢弃。
博士后研究员辛迪·芭瑞拉在测试中发现,蛋壳具有多孔微结构,提供与橡胶较大的接触面积,给橡胶材料带来一些新的特质;而番茄皮在高温下高度稳定,也能用来生成性能较好的材料。
她说,“填充料通常能使橡胶更坚固,但也使其不那么柔软。我们发现用蛋壳和番茄皮替代一定量的炭黑,带来多重效应,比如使橡胶既坚固又保持柔韧性。”
新的橡胶看起来不很黑,而是呈褐色,这也取决于加入蛋壳或番茄皮的量。团队正在测试不同的组合,探索控制材料颜色的方法。
科尼什表示,“我们会找到许多天然橡胶不能胜任的应用。”如果这些本地采购的材料能替代炭黑,明天的轮胎可能部分来自农场。
稼正