Kembali ketika dia tinggal di California, Katrina Cornish mendapati dirinya tertanya-tanya tentang truk-trak terbuka yang dia lihat membawa banyak buah tomato yang masak. Kenapa, dia fikir, bukan tomato di bahagian bawah yang dihancurkan ke lopak merah besar.
Sebab itu, dia kemudian akan belajar, adalah bahawa tomato dibiakkan untuk mempunyai kulit yang sukar yang membolehkan mereka menahan semua berat dari atas.
Bahwa sedikit pengetahuan akan datang untuk melayani Cornish dengan baik setelah ia berpindah ke Ohio State University, di mana dia seorang penyelidik biomaterial. Baru-baru ini, beliau dan pasukan penyelidikannya mendapati bahawa bukan sahaja kulit tomato yang sukar, tetapi juga kulit telur yang hancur, boleh menjadi pengganti berkesan untuk pengisi berasaskan petroleum yang digunakan dalam tayar kereta.
"Apa yang anda mahu dalam pengisi adalah sesuatu yang sangat sukar dan kuat, " katanya. "Sebab itulah kami memandang kulit tomato."
Pengisi pilihan dalam tayar dan produk getah lain telah lama menjadi sesuatu yang dipanggil karbon hitam, produk karbon serbuk yang terdiri daripada 30 peratus daripada kebanyakan tayar. Malah, itulah sebabnya banyak produk getah hitam. Karbon hitam membantu menjadikan getah dalam tayar lebih tahan lama.
Tetapi ia semakin berkurangan kerana permintaan terhadap kereta semakin meningkat pesat di negara-negara membangun. Pada masa yang sama, pengeluaran karbon hitam di Amerika Syarikat telah menurun dalam tahun-tahun kebelakangan ini kerana EPA retak ke atas tumbuhan memancarkan jumlah sulfur dioksida dan nitrogen oksida yang berlebihan.
Ini menjadikan pengeluar getah AS lebih bergantung kepada syarikat luar negara untuk produk yang selalu terdedah kepada turun naik harga minyak dunia.
Potensi sisa makanan
Oleh itu, dapat menggunakan sisa makanan untuk mengurangkan jumlah karbon hitam yang diperlukan dapat mengurangkan kos. Ia juga boleh membawa faedah alam sekitar. "Salah satu sebab ini aset sedemikian adalah isu keseluruhan kelestarian, " kata Cornish. "Karbon hitam dihasilkan dengan petroleum. Sekiranya anda boleh mula menggantikan beberapa bahan yang tidak mampan ini dengan bahan yang mampan, maka anda membantu untuk melepaskan kami dari petroleum. "
Terdapat jelas tiada kekurangan sisa makanan di Amerika. Orang Amerika mengambil lebih dari 30 paun tomato setiap orang, menurut Jabatan Pertanian yang kebanyakannya ditanam atau diproses dalam beberapa cara, seperti sos pada pizza. Syarikat makanan mengupas dan membuang kulit yang sukar. Dan, setiap orang Amerika mengonsumsi, secara purata, hampir 270 telur setahun, menjadikan jumlah total di negara itu mencapai 86 miliar. Kira-kira 40 peratus daripada telur tersebut digunakan oleh syarikat makanan, yang akhirnya mengangkut banyak peluru retak ke tempat pembuangan sampah. Di sana mereka duduk lama kerana tidak memecah dengan mudah.
"Kami menganggap bahawa menggunakan kulit telur sebagai pengisi akan menjadi nasib yang lebih baik daripada berakhir di tapak pelupusan, " kata Cornish. "Dan saya sangat terkejut apabila ternyata mereka adalah pengisi penguat yang sangat berkesan, dan bukan pengisi pencair."
Kulit tomato kering dan atas (atas) dan kulit telur (bawah) diproses menjadi serbuk kasar, sederhana dan halus sebelum ditambah kepada getah. (Kenneth Chamberlain, ihsan Ohio State University) Seperti dijelaskan oleh Cornish, pengisi pencair adalah salah satu yang boleh membuat komposit lebih lemah dan lebih berat, lebih banyak ia ditambah kepada produk. Ia mengurangkan kos, tetapi juga menurunkan kualiti. Sebaliknya, pengisi pengukuhan meningkatkan kekuatan produk, walaupun ia juga dapat mengurangkan keanjalannya.
"Tetapi dengan beberapa pengisi baru ini, kulit telur dan tomato, apabila digunakan bersama dengan karbon hitam, kita dapat meningkatkan kekuatan, tetapi tidak meningkatkan kekerasan atau kehilangan keanjalan, " katanya.
Dengan kata lain, pengisi sisa makanan didapati menguatkan getah sambil mengekalkannya fleksibel.
Alternatif yang mampan
Setakat ini, pasukan Ohio State telah menguji kulit telur atau kulit tomato dengan jayanya dengan karbon hitam, mengurangkan jumlah pengisi tradisional tanpa menggantikannya. Penyelidik belum menggabungkan dua sisa makanan bersama-sama dalam pengisi. Mereka sedang berusaha mengenal pasti bagaimana menggabungkan dua-dengan dan tanpa karbon hitam-mungkin mengubah sifat-sifat mekanik yang unik setiap satu secara berasingan membawa kepada prestasi getah. Matlamatnya adalah untuk mencipta "resipi" untuk kombinasi yang berbeza untuk mendapatkan hasil yang paling sesuai dengan keperluan pengeluar.
"Kami telah menunjukkan bahawa anda boleh mendapatkan kombinasi hartanah yang berbeza hanya dengan menggunakan karbon hitam, lebih daripada karbon hitam boleh dilakukan dengan sendirinya. Kami merasakan kami mungkin dapat mengambilnya lebih jauh lagi dengan meletakkan kedua-dua mereka bersama dengan reka bentuk cerdas yang ramalan, "kata Cornish.
Katrina Cornish (kiri) dan Cindy Barrera (kanan) memeriksa kulit tomat dan kulit telur tanah, serta sampel getah. (Kenneth Chamberlain, ihsan Ohio State University) Beliau menyatakan bahawa para penyelidik telah menerima geran dari Ford untuk mengusahakan sebuah projek dengan menggunakan kulit telur dihancurkan dalam bahagian getah, dan pengilang getah lain telah menyatakan minat untuk bekerja dengan pengisi kulit tomat.
Para penyelidik telah menerima maklum balas mengenai permohonan paten mereka untuk komposit getah baja mereka dari Pejabat Paten dan Tanda Dagangan AS, dan Cornish mengatakan ia akan dihantar semula tidak lama lagi. Teknologi ini telah dilesenkan kepada syarikat milik Cornish, yang dipanggil EnergyEne.
Mencari alternatif semula jadi untuk digunakan dalam produk pembuatan bukanlah sesuatu yang baru untuk Cornish. Dia juga mengawasi projek untuk menentukan sama ada pelbagai dandelion berasal dari Kazakhstan boleh digunakan sebagai sumber getah. Kira-kira 10 hingga 15 peratus daripada akar tumbuhan adalah getah asli.
Satu kunci untuk dia, katanya, adalah untuk memastikan mata anda terbuka kepada kemungkinan dunia semulajadi.
"Saya datang dari latar belakang yang sangat luas, dan saya sangat berminat dengan ekonomi yang mampan. Di Ohio, pertanian adalah industri yang besar, pemprosesan makanan adalah industri yang besar, "katanya. "Saya mahu melihat apa yang boleh saya lakukan sebagai saintis bukan makanan yang berkaitan dengan industri pemprosesan makanan. Mereka semua mendapat sisa besar. Sisa kos banyak wang. Sisa masuk di tapak pelupusan. Oleh itu, kita menilai apa bahan buangan dan apa yang boleh kita lakukan dengan mereka.
"Dan ia menjadi projek yang berjaya. Saya tidak mahu ini menjadi suara yang menggembirakan, tetapi kebanyakan orang tidak melihat di sekeliling mereka dan benar-benar melihat apa yang ada di sana. "
