Mardi Gras di New Orleans adalah kekacauan yang terkenal tidak suci. Selepas perayaan 2018, ada yang tertanya-tanya sama ada ia sudah terlalu jauh. Selain daripada berlebihan, perarakan meninggalkan serpihan 950 tan dalam cenderahati, sampah dan manik-manik, melaporkan Times-Picayune, dengan lebih daripada 620 tan menuju ke tapak pelupusan pada pertengahan Februari. Krew bandar selepas cuti mengangkut 46 tan manik sahaja yang tersumbat tangkapan air tangkapan di seluruh bandar.
Anda boleh mengatakan parti itu adalah mikrokosmos masalah global kami dengan plastik, dengan plastik sampah yang tumbuh di lautan dunia, dan tapak pelupusan yang menumpahkan hal-hal yang enggan mengurai. Dan industri plastik terus berkembang, membelanjakan kira-kira $ 180 bilion untuk membina lebih 260 kilang plastik baru menjelang 2025 di Amerika Syarikat sahaja, meningkatkan pengeluaran plastik sebanyak satu pertiga, menurut ahli biologi Susan Shaw, pengasas dan presiden Institut Shaw. "Dianggarkan kami meletakkan 8 juta tan plastik ke lautan setiap tahun, " katanya, "dan ia berlangsung selama beratus-ratus tahun di alam sekitar."
Dengan keprihatinan tersebut, para penyelidik mencari alternatif, termasuk "plastik organik" dari bahan tumbuhan yang terurai. Cabaran teknikal adalah rumit oleh halangan ekonomi: membuat plastik berasaskan tumbuhan yang berdaya tahan biodegradable dan komersial.
Naohiro Kato, ahli biologi molekul dan profesor di Louisiana State University, bermula dengan manik-manik Mardi Gras yang boleh terbiodegradasi.
Penyelesaian masalah di Tahap Molekul
Manik-manik warna yang terang bukan pada trajektori kerjaya asal Kato. Beliau mengetuai penyelidikan sains makanan apabila beliau menerima PhD dari Universiti Hiroshima, dengan matlamat untuk mengatasi masalah keselamatan makanan global. Kebanyakan pusat penyelidikan Kato mengenai aplikasi perubatan seperti nano-farmaseutikal untuk merawat kanser dan penyakit kardiovaskular. Tetapi sejak berpindah ke Baton Rouge pada tahun 2005, dia juga suka Mardi Gras.
Kato cenderung kepada alga di makmalnya. (Paige Jarreau / LSU) Berada di Louisiana State dari Rutgers adalah peralihan budaya yang besar-seperti besarnya perpindahannya dari Jepun ke New Jersey pada akhir 1990-an. "Orang ramai begitu murah hati, jadi turun ke bumi. Orang tidak tergesa-gesa, "jelasnya. Suka, tidak. Di dalam barisan pemeriksaan Baton Rouge, dia boleh menunggu lima minit sementara kerani bercakap dengan pelanggan.
"Saya suka, Kenapa tidak bergerak? "Kato mengakui. Secara beransur-ansur dia memperoleh keperluan tempatan untuk bercakap tentang cuaca, makanan, kehidupan.
Musim panas pertamanya di sana, Katrina menyelar Teluk. Dalam keadaan ribut itu, kejiranannya mengalami pemadaman selama seminggu. Tiada bekalan elektrik atau air. Jiran-jiran ditarik bersama untuk makan. "Hanya datang, " kata orang. "Jadi kami melakukan barbeku hampir setiap malam."
"Pengalaman itu sebenarnya membuatkan kami berasa lebih selesa untuk tinggal di Louisiana, " kata Kato.
Dia dan keluarganya menghargai tradisi tempatan. "Itu bermula saya melihat dengan lebih teliti pada budaya yang kita ada di sini, " katanya. "Di sini orang bercakap tentang makanan, dan apa yang hendak dimakan malam ini, dan Mardi Gras akan datang, dan laluan perarakan."
Mardi Gras di Baton Rouge lebih rendah daripada New Orleans, tetapi sisa parti itu adalah isu di seluruh negeri. Selepas itu anda melihat manik-manik di mana-mana, kata Kato, "ditangkap di dahan pokok, talian elektrik dan di saluran parit."
Di sebuah parti, Kato bercakap dengan pembuat filem dokumentari, David Redmon, yang filemnya Mardi Gras: Dibuat di China mengesan laluan bermusik manik Mardi Gras. Kato meninggalkan pemikiran parti, "Kita boleh melakukan lebih baik. Mengapa tidak menggunakan manik-manik Mardi Gras yang boleh terbiodegradasi? Itulah cara untuk pergi. "
Penciptaan oleh Kemalangan
Tidak lama selepas itu, Kato dan pelajarnya bekerja dengan alga untuk aplikasi perubatan apabila penemuan tidak sengaja menghasilkan kepingan teka-teki yang penting.
Salah seorang pelajarnya mempunyai tugas memeriksa makmal tiga malam seminggu untuk memindahkan tiub ujian mikroalgae dari centrifuge ke beku. "Suatu malam dia terlupa, " kata Kato.
Pagi keesokan harinya, Kato membuka makmal untuk mencari minyak besar alga yang mengumpul minyak di dasar sentrif. Ini, dia melihat dengan serta-merta, boleh membentuk bahan utama bagi manik bioplastik globular.
Manik-manik Mardi Gras biodegradable dan doubloons diperbuat daripada biojisim microalgae. (Paige Jarreau / LSU) Pasukan Kato mula meneroka mikroalga tumbuh untuk manik yang akan membiodegradasi. Mereka boleh menuai mikroalga dari permukaan kolam di Louisiana, yang mempunyai kelebihan semulajadi dari cahaya matahari yang banyak. Kato telah memohon paten untuk kaedahnya, yang melibatkan pencampuran microalgae dengan bahan kimia untuk mengoksidasi sebatian dalam alga dan memupuk silang silang supaya mereka bersama. Dia menggunakan haba dan tekanan untuk memajukan silang silang, diikuti dengan tempoh pengeringan.
Untuk menguji air pasaran, Kato bercakap dengan pemimpin Mardi Gras. Sejumlah, termasuk kursnya di Southdowns, mendapati idea mengurangkan jejak plastik mereka menarik.
Kato dan pemimpin Southdowns William Gladney memegang keraguan yang dibuat daripada microalgae. (Irene Kato) Ia merayu kepada orang lain dalam industri juga. Bill Horner, Ketua Pegawai Eksekutif Botol Totally Green, pembuat botol komposit di peringkat antarabangsa, berkata inovasi Kato "sangat penting. Saya tidak boleh memuji dia cukup. "
Untuk Horner, standard emas untuk plastik lestari adalah kompostability yang boleh dipercayai, mengesahkan berapa cepat bahan tersebut rosak. "Ia mempunyai kaitan dengan jejak karbon keseluruhan, " katanya. (Berdasarkan eksperimen awal, Kato menganggarkan versi manik-manik ini merosot dalam satu hingga dua tahun, di kedua-dua tanah dan air.) Horner menambah bahawa sekali Kato menapis resipi untuk membuat manik-manik bioplastik, serta duniawi, secara komersil "Dia akan melihat ke kiri dan ke kanan, dan melihat di mana ia dapat berfungsi dengan cara yang lain." Peluang-peluang baru, tentu saja, menjadi jelas.
Hurdle of Scale
Kato dan pasukannya sedar tentang cabaran yang dihadapinya. Pada asasnya, kos pengeluaran adalah halangan besar: kira-kira sepuluh kali lebih tinggi daripada manik plastik biasa. Pembeli sanggup membayar premium untuk kemampanan boleh membantu merapatkan jurang itu. Tetapi selebihnya perbezaan mungkin memerlukan sejenis subsidi silang atau sinergi dengan produk lain. Kato menjelajah kemungkinan dengan rakan sekerja kesihatannya membuat nutraseutikal yang juga menggunakan mikroalgae.
"Dengan bioplastik, kos dan skalabiliti adalah cabaran utama, " kata Horner. Sebahagian daripada proses itu meyakinkan pasaran untuk mengambil pandangan yang panjang. Perakaunan untuk kos luaran tersembunyi pencemaran plastik, kesan kesihatan dan pembersihan membantu membuat argumen untuk harga premium pada manik-manik yang tidak akan menyumbat sistem saliran perbandaran dan tapak pelupusan sampah.
"Terdapat ramai orang yang kini sedar tentang masalah plastik, anda tidak perlu menjadi ahli alam sekitar untuk mendapatkannya, " kata Horner. "Kami melihat krisis plastik semakin buruk setiap tahun."
Susan Shaw akan memilih pilihan yang mengelakkan plastik sama sekali, tetapi bersetuju bahawa produk berasaskan mikroalga, seperti bahan berasaskan rumpai laut, memegang janji. "Kami perlu mendapat jualan untuk semua ini untuk bekerja, " tambahnya.
Buat masa ini, Kato sedang bersedia untuk membuat 3, 000 rantai untuk tahun depan. Untuk jumlah itu, dia memerlukan kolam saiz padang bola sepak. Dan dia menguji pasaran dengan krew dan peruncit. Persoalan yang sering dia dengar adalah, "Bolehkah anda mendapatkan warna kami?"
"Kami sedang mengusahakannya, " katanya, ketika mereka mengembangkan resipi manik generasi akan datang.
