«Сладкое» решение проблемы пластикового загрязнения
Когда Хунли Чжу впервые приехала в США в 2007 году, она была удивлена количеством одноразовых пластиковых контейнеров в супермаркетах и ресторанах.
«Это дешевый и удобный материал, но большинство контейнеров разлагаются несколько сотен лет», - говорит Чжу, доцент кафедры машиностроения и промышленной инженерии Северо-Восточного института.
Чжу решила разработать лучшую альтернативу одноразовому пластику. Исследовательская группа под ее началом превратила побочный продукт сахарного тростника в экологически чистый, компостируемый и недорогой материал, достаточно прочный, чтобы изготавливать из него посуду, и который разлагается за 60 дней.
Имея опыт работы в области химии, Чжу сначала думала об использовании древесной массы для создания своего нового материала. Но такой процесс уничтожает деревья, что далеко не экологично. Она искала более устойчивое решение и нашла его в семье.
«У меня есть 4-летний сын, и он ест много конфет», - говорит Чжу. Изучая ингредиенты угощений, Чжу поняла: сахар - это натуральный материал, не содержащий синтетических химикатов. Что, если использовать побочный продукт целлюлозы при производстве сахарного тростника для создания экологичной альтернативы пластику?
Мякоть сахарного тростника, известная в промышленности как жмых, является одним из наиболее распространенных пищевых отходов в мире. Он безопасен для употребления и разлагается естественным образом. Но его волокна относительно короткие и не особенно прочные. Это проблема, поскольку любой материал, из которого изготовлена посуда, должен быть прочным и жаростойким.
Чтобы улучшить механическую прочность материала, Чжу и ее исследовательская группа смешали бамбуковые волокна. В результате получается полностью натуральный и биоразлагаемый материал, достаточно прочный. А поскольку сахарный тростник и бамбуковые волокна состоят из аналогичных химических веществ (целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина), материал не требует дополнительной обработки для разделения компонентов.
Чтобы проверить, как материал со временем разлагается, Чжу и ее ученики разработали эксперимент. Они закопали контейнер из нового материала на лужайке и проверяли контейнер каждые 10 дней. Они обнаружили, что материал начал разрушаться примерно через 30 дней и почти полностью распался через 60 дней. По словам Чжу, это огромный прорыв по сравнению с доступными в настоящее время компостируемыми контейнерами. Некоторые из них требуют специального промышленного оборудования и высоких температур для утилизации.
С тех пор, как было опубликовано исследование, Чжу получает запросы от компаний по производству сахарного тростника, заинтересованных в сотрудничестве с ее командой. Чжу подала заявку на патент. Она надеется создать такую же удобную и недорогую посуду, как и пластиковую. «Конечная цель - решить проблему загрязнения пластиком», - говорит Чжу.