Rajshree Ghosh Biswas jest doktorantem w laboratorium profesora Andre Simpsona, gdzie zużyty olej kuchenny McDonald został przekształcony w żywicę do drukowania 3D w wysokiej rozdzielczości (zdjęcia: Don Campbell)
Wykorzystanie zużytego oleju kuchennego ma znaczny potencjał – jest tańszy, a wykonane z niego tworzywa sztuczne mogą się naturalnie rozkładać w porównaniu do konwencjonalnych żywic do drukowania 3D.
„Powodem, dla którego tworzywa sztuczne są problemem, jest to, że natura nie ewoluowała, aby radzić sobie z chemikaliami wytwarzanymi przez ludzi” – mówi profesor Andre Simpson, który opracował żywicę w swoim laboratorium w U w Scarborough.
„Ponieważ używamy tego, co jest zasadniczo produktem naturalnym, w tym przypadku tłuszcze z oleju spożywczego, natura może sobie z tym poradzić znacznie lepiej”.
Simpson po raz pierwszy zainteresował się tym pomysłem, gdy po raz pierwszy dostał drukarkę 3D około trzy lata temu. Po uświadomieniu sobie, że cząsteczki stosowane w komercyjnych żywicach są podobne do tłuszczów znajdujących się w olejach kuchennych, zastanawiał się, czy można je wytworzyć przy użyciu zużytego oleju kuchennego.
Jednym z wyzwań było dostarczenie zużytego oleju spożywczego z restauracji do przetestowania w laboratorium. Po skontaktowaniu się ze wszystkimi głównymi krajowymi sieciami fast foodów jedyną odpowiedzią był McDonald’s. Olej wykorzystany w badaniach pochodzi z lokalnego sklepu w Scarborough.
Simpson i jego zespół zastosowali w laboratorium prosty, jednoetapowy proces chemiczny, używając około jednego litra zużytego oleju spożywczego do wytworzenia 420 ml żywicy. Żywica była w stanie wydrukować plastikowego motyla, który wykazywał cechy do 100 mikrometrów, i był stabilny strukturalnie i termicznie, co oznacza, że nie kruszy się ani nie topi powyżej temperatury pokojowej.
„Odkryliśmy, że przekształcanie zużytego oleju do gotowania McDonald ma doskonały potencjał jako żywicy do drukowania 3D”, mówi Simpson, chemik środowiskowy i dyrektor Environmental NMR Center w U Scarborough.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie ACS Sustainable Chemistry & Engineering . Simpson otrzymał finansowanie od Kanadyjskiej Rady Nauk Przyrodniczych i Inżynieryjnych (NSERC), Kanadyjskiej Fundacji Innowacji (CFI), rządu Ontario i Fundacji Krembil.
Zużyty olej kuchenny stanowi poważny globalny problem środowiskowy, a odpady handlowe i domowe powodują poważne problemy środowiskowe, w tym zatkane linie kanalizacyjne spowodowane gromadzeniem się tłuszczów.
Chociaż istnieją komercyjne zastosowania zużytego oleju do gotowania, Simpson twierdzi, że nie ma sposobów na przetworzenie go w towar o wysokiej wartości, taki jak żywica do drukowania 3D. Dodaje, że stworzenie towaru o wysokiej wartości może usunąć niektóre bariery finansowe związane z recyklingiem zużytego oleju kuchennego, ponieważ wiele restauracji musi zapłacić za jego usunięcie.
Konwencjonalne żywice o wysokiej rozdzielczości mogą również kosztować w górę 525 USD za litr, ponieważ pochodzą one z kopalnych olejów opałowych i wymagają kilku kroków. Wszystkie chemikalia z wyjątkiem jednej używanej do produkcji żywicy w laboratorium Simpsona można poddać recyklingowi, co oznacza, że można je wyprodukować za 300 USD za tonę, co jest tańsze niż większość tworzyw sztucznych.
Kolejną kluczową zaletą jest biodegradowalność. Odkryli, że po zakopaniu trójwymiarowego plastiku wykonanego z ich żywicy w glebie, stracił on 20 procent swojej masy w ciągu około dwóch tygodni.
„Jeśli zakopiesz go w glebie, mikroby zaczną go rozkładać, ponieważ zasadniczo jest to po prostu tłuszcz” – mówi Simpson.
„Jest to coś, co drobnoustroje faktycznie lubią jeść i robią dobrą robotę, rozkładając je”.
Źródło: https://utsc.utoronto.ca/
