Шины завтрашнего дня могут производиться как с фермы, так и с завода.
Исследователи из Университета штата Огайо обнаружили, что пищевые отходы могут частично заменить наполнитель на нефтяной основе, который уже более века используется в производстве шин.
В ходе испытаний каучук, изготовленный с использованием новых наполнителей, превосходит промышленные стандарты по характеристикам, что в конечном итоге может открыть новые области применения каучука.
Как объясняет Катрина Корниш, эта технология может решить три проблемы: она делает производство резиновых изделий более устойчивым, снижает зависимость Америки от иностранной нефти и предотвращает попадание отходов на свалки.
Корниш, ученый-исследователь из штата Огайо и заведующий кафедрой биоматериалов в штате Огайо, потратил годы на выращивание новых источников отечественного каучука, включая производящий каучук одуванчик. Теперь у нее есть запатентованный метод превращения яичной скорлупы и томатной кожуры в жизнеспособную - и местного производства - замену сажи, наполнителя на нефтяной основе, который американские компании часто закупают за границей.
Около 30 процентов типичных автомобильных шин состоит из технического углерода; это причина, по которой шины кажутся черными. Это делает резину долговечной, а ее стоимость зависит от цен на нефть.
Технический углерод становится все труднее достать, сказал Корниш.
«Шинная промышленность развивается очень быстро, и нам нужно не только больше натурального каучука, но и больше наполнителей», - пояснила она. «Количество шин, производимых в мире, постоянно растет, поэтому страны используют весь технический углерод, который они могут произвести. Избытка больше нет, поэтому мы не можем просто купить что-то в России, чтобы компенсировать разницу, как мы. использовал к.
«В то же время, - добавила она, - нам нужно больше устойчивого развития».
Вот почему она и ее команда получают яичную скорлупу и другие пищевые отходы от производителей продуктов питания в Огайо.
«Мы не предлагаем собирать яичную скорлупу с вашего завтрака», - сказал Корниш. «Мы идем прямо к самому большому источнику».
По данным Министерства сельского хозяйства США, американцы ежегодно потребляют почти 100 миллиардов яиц. Половина вскрывается на коммерческих фабриках по производству продуктов питания, которые платят за тонну вывоза снарядов на свалки. Там минеральные оболочки не разрушаются.
Второй по популярности овощ в Соединенных Штатах - томат - также является источником наполнителя, обнаружили исследователи. Американцы съедают 13 миллионов тонн помидоров в год, большинство из них консервированные или обработанные каким-либо иным образом.
Коммерческие помидоры выращивают с толстой волокнистой кожурой, чтобы они могли выдержать упаковку и транспортировку на большие расстояния. Когда пищевые компании хотят производить такой продукт, как томатный соус, они очищают и выбрасывают кожицу, которая не легко усваивается.
Синди Баррера, научный сотрудник лаборатории Корниша, в ходе испытаний обнаружила, что яичная скорлупа имеет пористую микроструктуру, которая обеспечивает большую площадь поверхности для контакта с резиной и придает материалам на основе каучука необычные свойства. С другой стороны, томатная кожура очень стабильна при высоких температурах и может также использоваться для получения материала с хорошими характеристиками.
«Наполнители обычно делают резину более прочной, но они также делают ее менее гибкой», - сказал Баррера. «Мы обнаружили, что замена различных порций технического углерода молотой яичной скорлупой и томатной кожурой дает синергетический эффект - например, позволяет прочной резине сохранять гибкость».
«Мы можем обнаружить, что можем использовать натуральный каучук во многих областях, которые раньше были невозможны», - добавил Корниш.
Новая резина выглядит не черной, а скорее красновато-коричневой, в зависимости от количества яичной скорлупы или помидора в ней. Вместе с докторантом Тони Реном Корниш и Баррера сейчас тестируют различные комбинации и ищут способы добавить цвета материалам.