Дэвид Хепворт и Эрик Уэйл, два шотландских материаловеда, искали разумные способы повторного использования пищевых отходов, когда выяснили, как сделать нановолокна из морковной мякоти, остатков морковного сока. Целлюлоза в моркови и других корнеплодах, в отличие от других волокнистых материалов, таких как древесина или хлопок, легко отделяется от остальной части биоотходов - они извлекают ее из мякоти.
Ученые называют материал « Курран» после гэльского слова «морковь» и намеревались показать, что его можно использовать в качестве альтернативы стеклянным или углеродным волокнам. Говорят, он почти вдвое сильнее и немного легче, чем углерод. В 2007 году Hepworth and Whale основали CelluComp, компанию по разработке Curran и других материалов на растительной основе.
Кристиан Кемп-Гриффин, генеральный директор CelluComp, говорит, что они начали с моркови, потому что их было дешево и легко достать - они просто пошли бы выкупить свой местный продуктовый магазин. Но вскоре они поняли, что морковная мякоть на самом деле работает хорошо и что они могут использовать сельскохозяйственные отходы для получения материала.
Сначала ученые сделали из Куррана удочку. Они полагали, что жезл должен быть легким, гибким и прочным - все характеристики, которые Курран мог лучше всего передать. Называется E21 Carrot Stix, он выиграл несколько наград и хорошо продавался.
Затем, получив грант от Европейского Союза для тестирования материала, CelluComp наняла исследователей в EMPA, Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии, чтобы определить лучшие способы получения нановолокон из растений - они следят за сахарной свеклой -работать. Они обнаружили, что самое умное, наиболее экологически ответственное использование для нановолокон, включая Curran, было для защитных спортивных товаров, в частности мотоциклетных шлемов, которые должны быть прочными и легкими.
Это верно: мотоциклетные шлемы будущего могут быть сделаны из моркови, а не из углерода.
«Наноцеллюлоза обладает свойствами материала, которые позволят ей заменить либо стекло, либо углерод в современном пластиковом волокне», - говорит Роланд Хишье, исследователь из EMPA, который специализируется на анализе жизненного цикла продуктов. «Углеродное волокно является невозобновляемым ресурсом. Рано или поздно нам придется посмотреть, как мы получим эти материалы ».
По словам Хишье, самое интересное в Курране - это то, как он использует пищевые отходы, что становится все более серьезной проблемой в Европе, поскольку более популярны ежедневные поездки и быстрое питание. Он и остальная часть команды в EMPA оценили экологический след и коммерческую жизнеспособность Curran. Исследование было частью программы FP7, которая финансирует проекты, связанные с устойчивым развитием в ЕС. «Европейское сообщество за последние 5–6 лет начало уделять особое внимание вопросам устойчивости», - говорит Хишье.
Чтобы проверить, является ли что-то вроде Curran действительно жизнеспособным, EMPA разработала трехступенчатый процесс. Во-первых, есть ли необходимость в этом материале? Будет ли оно воспроизводимым и последовательным вне лаборатории? И, наконец, действительно ли это улучшение, с точки зрения экологии, существующих материалов? Это базовый уровень, и EMPA работает над созданием основы для оценки любого нового возобновляемого материала.
«Вопрос здесь, прежде всего, состоял в том, чтобы увидеть, каким может быть потенциальный рынок для такого нового волокна, как с экологической точки зрения, так и с экономической и технической точек зрения», - говорит Хишье.
Вот где появляется шлем. В своем анализе EMPA обнаружила, что защитные спортивные товары, для которых нужны жесткие, прочные, легкие волокна и низкие накладные расходы, были одними из лучших вариантов использования Curran. Hischier и его команда также изучают возможность использования его в досках для серфинга и изоляции для мобильных домов. Теперь задача состоит в том, чтобы доставить материал из лаборатории в производство и убедиться, что он по-прежнему экологически безопасен в более широком масштабе.
Нет смысла разрабатывать материал из биоотходов, если он бесполезен или если его превращение в полезный продукт требует больше энергии, чем невозобновляемая альтернатива.
