David Hepworth og Eric Whale, to skotske materialevidenskabsmænd, ledte efter smarte måder at genbruge madaffald, da de regnede ud, hvordan man laver nanofibre ud af gulerodsmasse, resterne fra gulerodssaft. Cellulosen i gulerødder og andre rodgrøntsager, i modsætning til andre fibrøse materialer som træ eller bomuld, er let at adskille fra resten af bioaffaldet - de udtrækker det fra massen.
Forskerne kalder materialet Curran efter det gæliske ord for gulerod og forsøgte at vise, at det kunne bruges som et alternativ til glas- eller carbonfibre. De siger, at den er næsten dobbelt så stærk og lidt lettere end kulstof. I 2007 grundlagde Hepworth og Whale CelluComp, et firma til udvikling af Curran og andre plantebaserede materialer.
Christian Kemp-Griffin, administrerende direktør for CelluComp, siger, at de startede med gulerødder, fordi de var billige og lette at få - de ville bare gå og købe deres lokale købmand. Men de indså snart, at gulerodsmasserne faktisk fungerede godt, og at de kunne tappe landbrugsaffald for at finde deres materiale.
Først lavede forskerne en fiskestang ud af Curran. De regnede med, at en stang skulle være lys, fleksibel og stærk - alle egenskaber, som Curran bedst kunne bringe. Kaldte E21 Carrot Stix, den vandt nogle priser og solgte godt.
Derefter, med tilskudspenge fra Den Europæiske Union for at teste materialet, hyrede CelluComp forskere ved EMPA, de schweiziske føderale laboratorier for materialevidenskab og teknologi, til at identificere de bedste måder at placere nanofibre fra planter - de ser på sukkerroer næste -at arbejde. De fandt ud af, at den smarteste, mest miljømæssigt ansvarlige anvendelse til nanofibrene, inklusive Curran, var til beskyttende sportsudstyr, især motorcykelhjelme, der skal være både stærke og lette.
Det er rigtigt: Fremtidens motorcykelhjelme er muligvis lavet af gulerødder, ikke kulstof.
”Nanocellulose har materielle egenskaber, der giver det mulighed for at erstatte enten glas eller kulstof i dagens plastfiber, ” siger Roland Hischier, en forsker hos EMPA, der er specialiseret i analyse af produkters livscyklus. ”Kulfiber er en ikke-vedvarende ressource. Vi har før eller senere at se, hvordan vi får disse materialer. ”
Det mest interessante ved Curran, siger Hischier, er, hvordan det bruger madaffald, hvilket bliver et større problem i Europa, da pendling og fastfood er mere fremtrædende. Han og resten af teamet hos EMPA vurderede Currans miljømæssige fodaftryk og kommercielle levedygtighed. Undersøgelsen var en del af et RP7-program, der finansierer bæredygtighedsrelaterede projekter i hele EU. ”Det europæiske samfund er i de sidste 5 til 6 år begyndt at sætte en vis accent på spørgsmålene om bæredygtighed, ” siger Hischier.
For at teste, om noget som Curran faktisk er levedygtigt, udviklede EMPA en tretrinsproces. For det første er der faktisk et behov for dette materiale? Vil det kunne gentages og konsistent uden for laboratoriet? Og til sidst er det faktisk en forbedring, miljømæssigt set, fra nuværende materialer? Dette er en basislinje, og EMPA arbejder på at opstille en ramme for, hvordan ethvert nyt vedvarende materiale skal vurderes.
”Spørgsmålet her var først og fremmest at se, hvad der kunne være et potentielt marked for en sådan ny fiber, fra et økologisk punkt, men også fra de økonomiske og tekniske vinkler, ” siger Hischier.
Det er her hjelmen kommer ind. I deres analyse fandt EMPA, at beskyttende sportsartikler, der har brug for stive, stærke, lette fibre og lav økonomisk overhead, var nogle af de bedste anvendelsessager for Curran. Hischier og hans team ser også på levedygtigheden ved at bruge det i surfbrætter og isolering til bobiler. Udfordringen nu er at tage materialet fra laboratoriet til produktion og sørge for, at det stadig er økologisk smart i større skala.
Det giver ikke mening at udvikle et materiale fra bioaffald, hvis der ikke er brug for det, eller hvis det bliver mere energi end at gøre det til et anvendeligt produkt end det ikke-vedvarende alternativ.
