Naukowcy przekształcają zużyty olej kuchenny z McDonald's, w wysokiej klasy żywicę do drukowania 3D

Naukowcy przekształcają zużyty olej kuchenny z McDonald's, w wysokiej klasy żywicę do drukowania 3D

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)

Naukowcy z U of T Scarborough po raz pierwszy zmienili zużyty olej kuchenny z frytkownicy w żywicę biodegradowalną o wysokiej rozdzielczości do drukowania 3D.

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.

3D plastikowy motyl
Naukowcy z laboratorium Simpson mogli wydrukować tego plastikowego motyla przy użyciu żywicy do drukowania 3D pochodzącej ze zużytego oleju kuchennego. 

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/