Biến đổi chất thải thực phẩm thành lốp xe: Trứng, vỏ cà chua tăng độ bền cho cao su

Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học bang Ohio đã phát hiện ra rằng chất thải thực phẩm phần nào có thể thay thế chất độn từ dầu mỏ đã được sử dụng trong sản xuất lốp xe hơn một thế kỷ qua.

Trong các thử nghiệm, cao su được làm từ chất độn mới, vượt quá tiêu chuẩn công nghiệp về hiệu suất, cuối cùng sẽ mở ra những ứng dụng mới cho cao su. Công nghệ này có khả năng giải quyết ba vấn đề: làm cho việc sản xuất các sản phẩm cao su bền vững hơn, giảm sự lệ thuộc của Hoa Kỳ vào nguồn dầu mỏ nước ngoài và tránh đổ chất thải vào các bãi chôn lấp.

Katrina Cornish, trưởng nhóm nghiên cứu đã dành nhiều năm để nghiên cứu các nguồn cao su mới ở trong nước như sử dụng cỏ bồ công anh để sản xuất cao su. Giờ đây, bà Katrina đã đưa ra một phương pháp biến đổi vỏ trứng và vỏ cà chua thành các chất thay thế khả thi có nguồn gốc địa phương cho cacbon đen, chất độn từ dầu mỏ mà các công ty của Hoa Kỳ thường mua từ nước ngoài.

Khoảng 30% lốp ô tô thường là cacbon đen; Đó là lý do khiến lốp xe có màu đen. Nó tạo độ bền cho cao su và và chi phí của nó thay đổi theo giá xăng dầu. Nguồn cacbon đen hiện đang trở nên khan hiếm hơn. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã thu gom vỏ trứng và chất thải thực phẩm khác từ các nhà sản xuất thực phẩm ở Ohio để sản xuất lốp xe.

Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), người dân nước này tiêu thụ gần 100 tỷ quả trứng mỗi năm. Một nửa trong số đó bắt nguồn từ các nhà máy thực phẩm thương mại đang phải trả tiền để vận chuyển hàng tấn vỏ trứng đến bãi chôn lấp.

Loại rau phổ biến thứ hai ở Hoa Kỳ là cà chua, một nguồn cung cấp bổ sung. Người dân Mỹ ăn 13 triệu tấn cà chua mỗi năm chủ yếu dưới dạng đóng hộp hoặc được chế biến theo những phương thức khác. Cà chua thương mại đã được trồng để phát triển lớp vỏ dày, xơ để có thể được đóng gói và vận chuyển những quãng đường dài. Khi các công ty thực phẩm muốn tạo ra một sản phẩm như nước sốt cà chua, họ sẽ phải bóc tách phần vỏ không dễ tiêu hóa của cà chua.

Cindy Barrera, nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của Cornish, đã phát hiện ra rằng trong các thử nghiệm, vỏ trứng với các vi cấu trúc xốp có diện tích bề mặt lớn hơn tiếp xúc với cao su và mang lại cho vật liệu từ cao su các tính chất khác lạ. Mặt khác, vỏ cà chua rất ổn định ở nhiệt độ cao và cũng có thể được sử dụng để tạo ra vật liệu hiệu suất cao.

Barrera cho rằng: "Chất độn thường làm cho cao su chắc hơn, nhưng lại làm cho cao su kém dẻo. Chúng tôi đã phát hiện ra rằng những phần khác nhau của cacbon đen với vỏ trứng và vỏ cà chua đã tạo ra những hiệu ứng đồng vận, ví dụ như cho phép cao su chắc hơn để duy trì tính dẻo".

Loại cao su mới không có màu đen, đúng ra có màu nâu đỏ tùy thuộc vào số lượng vỏ trứng hoặc cà chua trong cao su. Nhóm nghiên cứu hiện đang thử nghiệm các phương thức kết hợp khác nhau và tìm cách bổ sung màu sắc cho vật liệu. Công nghệ mới đang chờ được cấp sáng chế.