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美科学家用番茄皮和蛋壳做轮胎,利用“食品废料”替代部分“炭黑”

字号+ 作者: 来源: 2017-03-22

美科学家用番茄皮和蛋壳做轮胎,利用“食品废料”替代部分“炭黑”

美科学家用番茄皮和蛋壳做轮胎,利用“食品废料”替代部分“炭黑”

  俄亥俄州立大学的研究人员发现,“食品废料”特别是番茄皮和蛋壳,是绝佳的橡胶轮胎填料。实验测试表明,使用这种填料所制成的轮胎,其性能能够超过此行业的平均标准。向橡胶中掺杂填料之后得到的橡胶复合材料,是制做轮胎的主要成分

  如今,“炭黑”这种石油基填料已日渐供不应求,而“食品废料”可以替代部分“炭黑”这种常见的轮胎填料。

  

美科学家用番茄皮和蛋壳做轮胎,利用“食品废料”替代部分“炭黑”

  研究人员们的这一大胆又一举多得的环保想法其实也正是人类大力开发清洁燃料的缩影。俄亥俄州立大学生物材料系的讲席教授卡特里娜·康妮什(Katrina Cornish)说:“使用番茄皮和蛋壳作为轮胎填料不仅仅减少了国家对外国石油供给的依赖,而且也避免了食品废物垃圾填埋上的巨大投资,与此同时,更是为橡胶制品,尤其是轮胎生产的可持续性做了完美的铺垫。”

  康妮什说:“如果某一天我们真的遇上了“炭黑”短缺的情况,那我们不得不另寻出路。不过就如今的形势来看,我们或许可以用鸡蛋壳来解决这一难题。特别是很多公司都希望展现它们清洁环保的一面,因此,利用回收的鸡蛋壳作为燃料替代品看起来绝对一个极其美妙的解决之道。”

  据美国环境保护局的数据显示:用于垃圾填埋的废物中,约五分之一是食品垃圾而降低将食品用作垃圾填埋的决策,不仅可以节省空间,而且有助于人类更好地应对气候的变化。某些细菌会将垃圾填埋场中的食物和庭院废弃物变成甲烷这种强力的温室气体,而危害我们的生存环境。

  康妮什一直热衷于寻找新的橡胶来源以及增强橡胶产品功能的新途径。因此,当康妮什教授在2010年来到俄亥俄州立大学时,她便将目光投向了可能用做轮胎填料的食品废物。

  

美科学家用番茄皮和蛋壳做轮胎,利用“食品废料”替代部分“炭黑”

  此前,她一直都对番茄皮很感兴趣。康妮什曾经在加利福尼亚州呆过很长的时间,经常看到那些装满了番茄的卡车。她还知道这些番茄的皮必须要又厚又韧,这样在上边的番茄才不会把底部的番茄给压烂。

  研究刚开始的时候,康妮什并不怎么看好鸡蛋壳。鸡蛋壳主要由碳酸钙组成,这种矿物质通常用作扩增剂,而非增强剂。而增强剂却是更有效的轮胎填料,这正是鸡蛋壳所或缺的。但是很快,她发现她的担忧是多余的。鸡蛋壳拥有着疏松多孔的结构,因此能为橡胶提供一个更大的接触面积,从而可以实现增强橡胶质量的效果。

  橡胶填料常常能够使橡胶强度更高,但是同时也会牺牲其柔韧性。研究人员发现,如果用磨碎的蛋壳和番茄皮代替‘炭黑’,则会引起协同效应。换句话说,在这二者的齐力帮助下,我们能够在保持柔韧性的同时提升橡胶的强度。

  橡胶的颜色取决于蛋壳或番茄在其中的含量,这款食品填料还会使橡胶变成红棕色,而不是单纯添加“炭黑”之后的纯黑色。现如今,大约30%的常见汽车轮胎都使用了“炭黑”填料,而其成本会经常会随着石油价格的波动而发生改变。

  随着轮胎工业的飞速增长,我们不仅需要更多的天然橡胶,还需要更多的填料。轮胎生产数量一直在增长,各个国家基本上是能生产多少“炭黑”,就用多少“炭黑”。现在,炭黑已经供不应求了……

  根据United Egg Producer的统计,美国每年生产约800亿个鸡蛋。康妮什说,商业化的食品工厂会用掉一半,然后再支付一定的费用,用于将废物送往垃圾填埋场。在填埋场里,这些富含矿物质的蛋壳并不会分解。她说,“在垃圾填埋场里,由于并没有食钙型细菌,因而这些蛋壳不会发生什么变化。它们最终可能会变成岩石。”

  农业部的数据显示,美国每年大约种植1500万吨番茄。这些广受欢迎的番茄大多数被加工成罐头或其他成品。举个例子,当食品公司制作番茄酱时,它们会剥掉番茄皮,并把这些难以被消化的番茄皮丢弃。

  康妮什还十分关注大肆种植橡胶树而引起的森林砍伐。因此,她还在一直研究橡胶的替代品,其中包括橡胶蒲公英。虽然这类蒲公英确属蒲公英种,但是它们与另一类烦人的、会入侵草坪和花园的蒲公英是有所不同的。

  康妮什解释道,这种橡胶蒲公英的叶子更加厚重,在颜色上显得更蓝,而且花也更小。尤为重要的是,其植物的根会产生一种富含天然橡胶颗粒的乳状流体。

  “橡胶蒲公英产自中国西北部、哈萨克斯坦以及乌兹别克斯坦,但它也可以在俄亥俄州的雪域中生长”,她说。 “但在这里它并不是很适应,如今我们正在努力使它长得更茁壮,产量更高。如果一切顺利的话,这类一年生的蒲公英,可以带来许多加工的工作岗位。”

  与此同时,俄亥俄州立大学已经将康妮什这项将食物废料用作轮胎填料的技术授权给她自己的公司“EnergyEne”,以用于进一步的研发工作。但是,康妮什强调,这并不意味着以后会有人开始收集“你早餐吃剩下的鸡蛋壳”。

  “制作轮胎用的并不是单纯的厨房垃圾。所以还是继续把您的厨房垃圾用作肥料吧。搞不好,你还可以用你的这些肥料来种植橡胶蒲公英,然后卖钱呢!”

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