Tilbage, da hun boede i Californien, befandt Katrina Cornish sig undrende over de åbne lastbiler, hun så bære store belastninger af modne tomater. Hvorfor, tænkte hun, blev tomaterne på bunden ikke knust i store røde vandpytter.
Årsagen, hun senere vil lære, er, at tomaterne blev avlet med hårde skind, der gjorde det muligt for dem at modstå al den vægt ovenfra.
Den smule viden kom til at tjene Cornish godt, da hun flyttede til Ohio State University, hvor hun er biomaterialeforsker. For nylig opdagede hun og hendes forskerteam, at ikke kun de hårde tomatskaller, men også knuste æggeskaller kan være en effektiv erstatning for det oliebaserede fyldstof, der bruges i bildæk.
”Hvad du ønsker i et fyldstof er noget virkelig hårdt og stærkt, ” siger hun. ”Derfor kiggede vi på tomatskaller.”
Det valgte fyldstof i dæk og andre gummiprodukter har længe været noget, der kaldes carbon black, et pulverformigt carbonprodukt, der udgør 30 procent af de fleste dæk. Faktisk er det grunden til, at mange gummiprodukter er sorte. Carbon black hjælper med at gøre gummiet i dæk mere holdbart.
Men det er i stadig mindre udbud, da efterspørgslen efter biler stiger hurtigt i udviklingslandene. På samme tid er produktionen af kønrøg i USA faldet i de senere år, da EPA revnedes ned på planter, der udsender store mængder svovldioxid og nitrogenoxid.
Det har gjort amerikanske gummiproducenter mere afhængige af oversøiske virksomheder for et produkt, der altid har været modtageligt for udsving i verdensoliepriserne.
Potentialet i madaffald
Så det at kunne bruge madaffald til at reducere den nødvendige mængde kønrøg kunne sænke omkostningerne. Det kan også medføre miljømæssige fordele. ”En af grundene til, at dette er et sådant aktiv, er hele bæredygtighedsspørgsmålet, ” siger Cornish. ”Carbon black produceres med olie. Hvis du kunne begynde at erstatte noget af dette ikke-bæredygtige materiale med bæredygtigt materiale, hjælper du med at fravinde os fra olie. ”
Der er tydeligvis ingen mangel på madaffald i Amerika. Amerikanere forbruger mere end 30 pund tomater pr. Person pr. År, ifølge Landbrugsministeriet, de fleste af dem konserverede eller forarbejdede på en eller anden måde, såsom sauce på pizzaer. Fødevarevirksomheder skræl og kasserer den hårde hud. Og hver amerikaner bruger i gennemsnit tæt på 270 æg om året, hvilket bringer summen i landet til omkring 86 milliarder. Omkring 40 procent af disse æg bruges af fødevarevirksomheder, som ender med at sende tonsvis af krakkede skaller til deponeringsanlæg. Der sidder de i lang tid, fordi de ikke bryder sammen meget let.
”Vi troede, at det ville være en bedre skæbne at bruge æggeskaller som fyldstof end at havne på deponeringsanlægget, ” siger Cornish. ”Og jeg blev meget behageligt overrasket, da det viste sig, at de er et meget effektivt forstærkende fyldstof og ikke et fortyndingsmiddel fyldstof.”
Tørrede og formalet tomatskind (øverst) og æggeskaller (bund) forarbejdes til groft, mellemstort og fint pulver, før de tilsættes til gummi. (Kenneth Chamberlain, høflighed fra Ohio State University) Som Cornish forklarer det, er et fortyndingsmiddel fyldstof et, der kan gøre en komposit svagere og stivere, jo mere føjes det til et produkt. Det reducerer omkostningerne, men sænker også kvaliteten. Derimod øger et forstærkende fyldstof produktets styrke, skønt det også kan reducere dets elasticitet.
”Men med nogle af disse nye fyldstoffer, æggeskaller og tomatskaller, når de bruges i kombination med kønrøg, er vi i stand til at få en stigning i styrke, men ikke en stigning i hårdhed eller et tab af elasticitet, ” siger hun.
Med andre ord viste det sig, at fyldstoffer til fødevareaffald styrker gummi, mens det blev fleksibelt.
Bæredygtige alternativer
Indtil videre har Ohio State-teamet testet æggeskaller eller tomatskaller med succes i kombination med kønrøg, hvilket reducerer mængden af det traditionelle fyldstof uden at udskifte det. Forskerne har endnu ikke kombineret de to madaffald sammen i et fyldstof. De arbejder på at identificere, hvordan kombination af de to - med og uden kønrøg - kan ændre de unikke mekaniske egenskaber, som hver især bringer gummiets ydeevne. Målet ville i sidste ende være at skabe "opskrifter" til forskellige kombinationer for at få resultater, der bedst matcher det, som en producent har brug for.
”Vi har allerede vist, at du kan få forskellige kombinationer af egenskaber, bare ved at bruge dem med kønrøg, mere end kønrøg kan gøre af sig selv. Vi føler, at vi måske er i stand til at tage det endnu længere ved at sammensætte de to på en intelligent design forudsigelig måde, ”siger Cornish.
Katrina Cornish (venstre) og Cindy Barrera (til højre) undersøger malede tomatskind og æggeskaller samt prøver af gummi. (Kenneth Chamberlain, høflighed fra Ohio State University) Hun bemærker, at forskerne har modtaget et tilskud fra Ford til at arbejde på et projekt, der bruger knuste æggeskaller i gummidele, og at en anden gummiproducent har udtrykt interesse for at arbejde med tomatskrælstof.
Forskerne har modtaget feedback om deres patentansøgning på deres bioaffaldsgummikompositter fra det amerikanske patent- og varemærkekontor, og Cornish siger, at det snart vil blive sendt igen. Teknologien er licenseret til et selskab, som Cornish ejer, kaldet EnergyEne.
At finde naturlige alternativer til fremstilling af produkter er ikke noget nyt for Cornish. Hun har også tilsyn med et projekt for at afgøre, om en række mælkebøtter hjemmehørende i Kasakhstan kan bruges som en kilde til gummi. Cirka 10 til 15 procent af plantens rødder er naturgummi.
En nøgle for hende, siger hun, er at holde dine øjne åbne for naturens muligheder.
”Jeg kommer fra en meget bred baggrund og er meget interesseret i en bæredygtig økonomi. I Ohio er landbrug en enorm industri, fødevareforarbejdning er en enorm industri, ”bemærker hun. ”Jeg ville se på, hvad jeg kunne gøre som ikke-fødevareforsker relateret til fødevareforarbejdningsindustrien. De har alle store affald. Affald koster en masse penge. Affald går til deponiet. Så vi vurderede, hvad affaldet er, og hvad vi kunne gøre med dem.
”Og det viste sig at være et spektakulært vellykket projekt. Jeg vil ikke, at dette skal lyde nedladende, men de fleste ser ikke sig omkring dem og ser virkelig hvad der er derude. ”
