https://frosthead.com

Mikrolevistä valmistetut nämä Mardi Gras -helmet ovat biohajoavia

Mardi Gras New Orleansissa on kuuluisa epäpyhä sotku. Vuoden 2018 juhlan jälkeen jotkut ihmettelivät, oliko se mennyt liian pitkälle. Baccanalian-määrän lisäksi paraati jätti 950 tonnia jätteitä matkamuistoihin, roskakoriin ja helmiin, kertoi Times-Picayune . Yli 620 tonnia oli menossa kaatopaikoille helmikuun puoliväliin mennessä. Kaupungin miehistö loman jälkeen veti yksin 46 tonnia helmiä, jotka tukkivat vesialueita ympäri kaupunkia.

Voisit sanoa, että puolue on mikrokosmos maailmanlaajuisesta ongelmasta, joka liittyy muoveihin. Muovijätteet kasvavat maailman valtamereissä ja kaatopaikoille kasaantuu tavaroita, jotka kieltäytyvät hajoamasta. Ja muoviteollisuus jatkaa noususuhdannetta, ja se viettää arviolta 180 miljardia dollaria yli 260 uuden muovitehtaan rakentamiseen vuoteen 2025 mennessä pelkästään Yhdysvalloissa, mikä lisää muovituotantoa kolmanneksella, Shaw-instituutin perustajan ja presidentin, biologi Susan Shaw'n mukaan. "Arvioidaan, että tuomme merelle 8 miljoonaa tonnia muovia vuodessa", hän toteaa. "Ja se kestää satoja vuosia ympäristössä."

Tällaisten huolenaiheiden vuoksi tutkijat etsivät vaihtoehtoja, mukaan lukien hajoavista kasvimateriaaleista valmistetut orgaaniset muovit. Tekninen haaste on monimutkainen taloudellisella esteellä: kasviperäisten muovien tekeminen, jotka ovat sekä biohajoavia että kaupallisesti kannattavia.

Naohiro Kato, molekyylibiologi ja Louisiana State Universityn professori, aloittaa biohajoavilla Mardi Gras -helmillä.

Ongelmanratkaisu molekyylitasolla

Kirkkaanvärisiä helmiä ei ollut Katon alkuperäisellä ura-alueella. Hän suuntasi elintarviketieteelliseen tutkimukseen saatuaan PhD-tutkinnon Hiroshiman yliopistosta tavoitteenaan puuttua globaaliin elintarviketurvaan. Suurin osa Katon tutkimuskeskuksista lääketieteellisissä sovelluksissa, kuten nano-lääkkeissä syövän ja sydän- ja verisuonisairauksien hoidossa. Mutta muutettuaan Baton Rougelle vuonna 2005, hän rakastaa myös Mardi Grasia.

Naohiro Kato.jpg Kato pyrkii leviämään laboratoriossa. (Paige Jarreau / LSU)

Tulo Louisiana -valtioon Rutgersista oli suuri kulttuurimuutos - yhtä suuri kuin hänen muutto Japanista New Jerseyen 1990-luvun lopulla. ”Ihmiset olivat niin anteliaita, niin maanläheisiä. Ihmisillä ei ollut kiirettä ”, hän selittää. Kuten mikään. Baton Rougen kassalla hän voi odottaa viisi minuuttia, kun toimihenkilö keskusteli asiakkaan kanssa.

“Olin kuin, miksi linja ei liiku? ”Kato myöntää. Vähitellen hän sai paikallisen tarpeen puhua säästä, ruoasta, elämästä.

Ensimmäisen kesänsä aikana Katrina löi Persianlahden. Myrskyn jälkeen hänen naapurustonsa kärsi viikon mittaisen sähkökatkon. Ei sähköä tai vettä. Naapurit veivät yhdessä syömään. "Tule vain", ihmiset sanoivat. "Joten grillimme melkein joka ilta."

"Tämä kokemus sai meidät todella tuntemaan olonsa mukavammaksi eläessään Louisianassa", Kato sanoo.

Hän ja hänen perheensä tulivat arvostamaan paikallisia perinteitä. "Se sai minut tarkastelemaan tarkemmin kulttuuriamme, joka meillä on", hän sanoo. "Täällä ihmiset puhuvat ruoasta ja mitä syödä tänä iltana. Mardi Gras on tulossa, ja paraatireitti."

Mardi Gras Baton Rougessa on hillitympi kuin New Orleansissa, mutta puolueen jäte on ongelma koko valtiossa. Jälkeenpäin näet helmiä kaikkialla, Kato sanoo: "kiinni puun oksissa, sähköjohdoissa ja viemärikaivoissa".

Juhlissa Kato keskusteli dokumentti-ohjaaja David Redmonin kanssa, jonka elokuva Mardi Gras: Valmistettu Kiinassa jäljitti Mardi Gras -helmien ongelmallista polkua. Kato jätti puolueen ajattelemalla: ”Voimme tehdä paremmin. Miksi ihmiset eivät käytä biohajoavia Mardi Gras -helmiä? Sen pitäisi olla tapa edetä. ”

Keksintö onnettomuuden perusteella

Pian sen jälkeen Kato ja hänen opiskelijansa työskentelivät levien kanssa lääketieteellisissä sovelluksissa, kun vahingossa tapahtunut löytö tuotti tärkeän palapelin.

Yhden hänen oppilaansa tehtävänä oli tarkistaa laboratorio kolme yötä viikossa siirtääkseen mikrolevien koeputkia sentrifugista pakastimeen. ”Yhtenä yönä hän unohti”, Kato sanoo.

Seuraavana aamuna Kato avasi laboratorion löytääkseen sentrifugin pohjasta suuren levien kerääviä öljyjä. Tämä, hän näki melkein heti, voi muodostaa avaimen ainesosan globaaleihin bioplastisiin helmiin.

microalgae.jpg Biohajoavat Mardi Gras -helmet ja kaksoishelmet on valmistettu mikroleväbiomassasta. (Paige Jarreau / LSU)

Katon ryhmä aloitti tutkimuksen kasvavista mikroleväistä helmille, jotka hajoaisivat biohajoavasti. He voivat kerätä mikrolevät Louisianaan lampien pinnalta, jolla on runsaan auringonvalon luonnollinen etu. Kato on hakenut patenttia menetelmälleen, joka käsittää mikrolevien sekoittamisen kemikaalien kanssa hapettamaan levien yhdisteet ja edistämään ristisidoksia siten, että ne tarttuvat toisiinsa. Hän kohdistaa lämpöä ja painetta ristisilloituksen edistämiseksi, jota seuraa kuivausjakso.

Testaamaan markkinoiden vettä Kato puhui Mardi Gras krewe -johtajien kanssa. Joukko, mukaan lukien hänen paikallinen kreikkalainen Southdowns, havaitsi idean vähentää heidän plastista jalanjälkeään houkuttelevana.

Kato_and_krewe_leader_lg.jpg Kato ja Southdowns krewe -johtaja William Gladney omistavat mikrolevästä valmistettuja kaksoisjalkaisia. (Irene Kato)

Se vetoaa myös muihin teollisuudenaloihin. Totally Green Bottles -yhtiön toimitusjohtaja Bill Horner, joka valmistaa kompostoitavia pulloja kansainvälisesti, sanoo, että Katon innovaatio on erittäin tärkeä. En voi kiittää häntä tarpeeksi. ”

Hornerille kestävän muovin kultastandardi on todistettavissa oleva kompostoitavuus, mikä vahvistaa kuinka nopeasti materiaali hajoaa. "Se liittyy yleiseen hiilijalanjälkeen", hän sanoo. (Alkuperäisten kokeiden perusteella Kato arvioi, että helmien nykyinen versio hajoaa yhdestä kahteen vuoteen sekä maaperässä että vedessä.) Horner lisää, että kun Kato tarkentaa reseptiä bioplastiisten helmien ja kaksoishelppien valmistamiseksi kaupallisessa kaupassa "Hän näyttää vasemmalle ja oikealle ja näkee missä se voi toimia toisella tavalla." Uudet mahdollisuudet tulevat epäilemättä selväksi.

Asteikon este

Kato ja hänen tiiminsä ovat hyvin tietoisia heidän edessään olevista haasteista. Periaatteessa tuotantokustannukset ovat suuri este: noin kymmenen kertaa korkeammat kuin tavallisten muovihelmien kanssa. Ostajat, jotka haluavat maksaa palkkion kestävyydestä, voivat auttaa täyttämään kuilun. Mutta lopullinen ero saattaa edellyttää jonkinlaista ristikkäistukea tai synergiaa muiden tuotteiden kanssa. Kato tutkii mahdollisuuksia terveydenhuollon kollegoidensa kanssa valmistaa ravintoaineita, jotka käyttävät myös mikrolevä.

”Biomuovien kustannukset ja skaalautuvuus ovat päähaasteita”, Horner sanoo. Osa prosessista vakuuttaa markkinat ottamaan pitkän kuvan. Muovisaastumisen, terveysvaikutusten ja puhdistuksen piilotettujen ulkoisten kustannusten huomioon ottaminen auttaa perustelemaan palkkioiden hintapalkkion, joka ei tukki kunnallisia viemärijärjestelmiä ja kaatopaikkoja.

"Muoviongelmasta on nyt tietoinen niin paljon ihmisiä, sinun ei tarvitse olla ympäristönsuojelija saadaksesi sen", Horner sanoo. "Olemme seuranneet, että muovikriisi pahenee joka vuosi."

Susan Shaw mieluummin vaihtoehtoja, joissa vältetään kokonaan muovia, mutta myöntää, että mikroleväpohjaiset tuotteet, kuten merileväpohjaiset materiaalit, pitävät lupaavana. "Meidän on saatava myynti ylöspäin, jotta tämä kaikki toimisi", hän lisää.

Toistaiseksi Kato valmistautuu tekemään 3000 kaulakorusta ensi vuonna. Sillä summalla hän tarvitsee jalkapallokentän kokoisen lammen. Ja hän testaa markkinoita krewesin ja jälleenmyyjien kanssa. Kysymys, jota hän kuulee useimmin, on: "Voitko saada meille värit?"

"Pyrimme siihen", hän sanoo, kun he kehittävät seuraavan sukupolven helmireseptin.

Mikrolevistä valmistetut nämä Mardi Gras -helmet ovat biohajoavia