«Из кофейной гущи можно сделать многое», — сказал соавтор исследования Майкл Ривера из Университета Колорадо в Боулдере и Института ATLAS, который специализируется на цифровом изготовлении и взаимодействии человека и компьютера. — А когда она вам больше не понадобится, вы можете бросить ее обратно в кофемолку и использовать гущу для печати снова. Наше видение заключается в том, что вы могли бы просто купить несколько вещей в супермаркете или онлайн и начать печатать объекты из кофейной гущи».
Не выбрасывайте кофейную гущу — ее можно использовать для 3D-печати
Большинство любителей кофе обычно выбрасывают использованную гущу из утренней чашки прямо в мусорное ведро. Но что если ей можно найти полезное применение?
Майкл Ривера
Поскольку 3D-принтеры находят все более широкое применение, это вызвало опасения по поводу экологической устойчивости, начиная с высокого энергопотребления и заканчивая термопластами, используемыми в качестве материала для печати — чаще всего полимолочной кислотой (PLA). Отходы PLA обычно попадают на свалку, где их разложение может занять до 1000 лет.
Кофе вместо пластика
Хотя предпринимались попытки перерабатывать PLA таким же образом, как обычно перерабатываются пластиковые бутылки из-под газировки (ПЭТ), это энергоемкий процесс, который не под силу обычному пользователю в домашних условиях. Добавление наполнителей из биомассы (бамбуковое или конопляное волокно, устричные раковины и, да, отработанная кофейная гуща) делает переработку еще более трудоемкой и энергоемкой.
«Я проделал большую работу в области 3D-печати, много создавал прототипов и понял, что образую кучу отходов для вещей, которые мне не нужны, или которые я не мог использовать, или которые нужно было переделать», — сказал Ривера.
Он начал искать способы сделать процесс более устойчивым и осознал: «На самом деле мы выбрасываем много материалов на биологической основе, которые естественным образом поддаются биологическому разложению и компостированию».
Вдохновение пришло, когда Ривера был аспирантом Университета Карнеги-Меллон и завсегдатаем кафе Arriviste Coffee Roasters в Питтсбурге. Использованная кофейная гуща компостировалась местной группой до начала пандемии COVID-19, когда владелец был вынужден начать выбрасывать гущу.
Ривера вспомнил дилемму владельца, когда он стал постдоком в Университете Колорадо в Боулдере и искал устойчивые альтернативы 3D-печати. Кофейная гуща показалась ему жизнеспособным вариантом.
Как печатать с помощью кофе
Ривера и его коллеги смешивают высушенную кофейную гущу с двумя другими порошками, которые они покупают в Интернете: целлюлозной камедью и ксантановой камедью. Оба порошка являются обычными пищевыми добавками и легко разлагаются в компостном контейнере. Затем исследователи добавляют воду.
«Вы стремитесь получить консистенцию арахисового масла, — говорит Ривера. — Но такую жижу нельзя загрузить непосредственно в 3D-принтер». Ривера модифицировал принтер с помощью пластиковых трубок и шприца, наполненного кофейной пастой. и результат печати оказался примерно таким же прочным, как неармированный бетон.
Ривера отметил, что печать на кофейной гуще, возможно, никогда не станет широко распространенной практикой. Но он рассматривает этот проект как шаг к открытию других видов экологичных материалов для 3D-печати, которые в один прекрасный день смогут заменить пластик.