Istraživači razvijaju inovativnu izolaciju od taloga od kafe koja može zameniti stiropor ili pur penu, uz znatno manji ekološki uticaj i visoke termičke performanse.
Širom sveta svakodnevno se popije više od dve milijarde šoljica kafe. To znači da se svakog dana baca ogromna količina taloga kafe. Istraživači iz Kine sada imaju plan kako da sav taj otpad pretvore u ekološki prihvatljivu izolaciju.
Novi materijal pokazao je impresivne izolacione karakteristike, ali ovaj pristup ne samo da poboljšava performanse materijala, već pretvaranjem otpada u funkcionalan proizvod smanjuje opterećenje na životnu sredinu, stvarajući nove mogućnosti za održive materijale.
Od biogoriva do materijala za 3D štampu
Mnogi ljudi čuvaju talog kafe za baštu ili kompost, ali ipak velika većina završava na deponijama. Teško je tačno odrediti koliko se taloga godišnje baci, ali procene se kreću od 8 do 60 miliona tona. Talog kafe na deponijama je posebno problematičan jer može dovesti do oslobađanja metana i ugljen-dioksida, kao i do spontanog samozapaljenja.
Imajući sve ovo na umu, istraživači već dugo traže načine da ga iskoriste. Iako je najčešći pristup pretvaranje u biogorivo, talog je već korišćen i kao održivi materijal za puteve, dodatak betonu koji ga čini 30% jačim, pa čak i kao materijal za 3D štampu.
Postoje i istraživanja koja sugerišu da bi soc od kafe mogao da se pretvori u ugljenične kvantne tačke koje bi štitile mozak od procesa povezanih sa neurodegenerativnim bolestima.
Ekološka zamena za striropor ili pur penu
Međutim, sada su istraživači sa Poljoprivrednog univerziteta u Šenjangu (SAU) u Kini pronašli način da iskorišćeni talog pretvore u izolacioni materijal koji bi bio ekološki prihvatljiva alternativa, a koji bi mogao da zameni uobičajene proizvode na bazi nafte, poput stiropora ili pur pene.
Raniji pokušaji da se soc od kafe koristi kao izolacija nailazili su na isti problem, a to je da njegova poroznost iznosi svega oko 40%. To znači da ne zadržava dovoljno vazduha, što je ključno za dobru izolaciju.
Da bi rešili taj problem, istraživači su najpre pretvorili talog u biougalj, materijal nalik uglju koji se dobija iz organskih supstanci. Talog je sušen u rerni na 80 °C nedelju dana, a zatim zagrevan na 700 °C jedan sat. Ovim postupkom poroznost je povećana sa 40% na 71%.
Strategija „obnove pora“
Zatim su, kako bi očuvali poroznost i formirali upotrebljiv kompozit, primenili takozvanu strategiju „obnove pora“. Bio-ugalj je prethodno pomešan sa propilen-glikolom koji je ispunio pore, a zatim je dodat etil-celulozni prah koji formira strukturu materijala. Smesa je presovana u zagrejanom kalupu na 150 °C deset minuta, a potom stavljena u vakuumsku rernu na 80 °C jedan sat kako bi se uklonio propilen-glikol, ostavljajući iza sebe šupljine.
Dobijeni materijal pokazao je impresivne izolacione karakteristike. Etil-celuloza sama ima toplotnu provodljivost od 0,24 W/mK, ali u kombinaciji sa bio-ugljem ona opada na 0,04 W/mK, što znači da se izolaciona sposobnost povećava šest puta, na nivou komercijalnog ekspandiranog polistirena.
– Ovaj pristup ne samo da poboljšava performanse materijala, već doprinosi i cirkularnoj ekonomiji. Pretvaranjem otpada u funkcionalan proizvod smanjujemo opterećenje životne sredine i stvaramo nove mogućnosti za održive materijale – rekao je koautor studije Seong Jun Kim.
(Gradnja.rs)
