Марди Гра в Ню Орлеан е известна нечестива каша. След тържеството през 2018 г. някои се зачудиха дали е отишло твърде далеч. Освен вакханален излишък, парадът остави след себе си 950 тона отломки в сувенири, боклук и мъниста, съобщава Times-Picayune, като над 620 тона се насочи към депата до средата на февруари. Градските екипажи след празника изтеглиха 46 тона мъниста, които задръстиха басейни за улов на вода в целия град.
Бихте могли да кажете, че партията е микрокосмос на нашия глобален проблем с пластмасите, с отработената пластмаса в световните океани и депата, които се трупат с неща, които отказват да се разлагат. И пластмасовата индустрия продължава да нараства, изразходвайки приблизително 180 милиарда долара за изграждане на над 260 нови пластмасови фабрики до 2025 г. само в САЩ, увеличавайки производството на пластмаса с една трета, според биолога Сюзън Шоу, основател и президент на Института Шоу. „Изчислено е, че всяка година поставяме 8 милиона тона пластмаса в океана, “ отбелязва тя, „и тя продължава стотици години в околната среда.“
С подобно безпокойство, изследователите разглеждат алтернативи, включително „органична пластмаса“ от растителни материали, които се разлагат. Техническото предизвикателство се усложнява от икономическо препятствие: да се направят пластмаси на растителна основа, които са биоразградими и търговски жизнеспособни.
Наохиро Като, молекулярен биолог и професор от Държавния университет в Луизиана, започва с биоразградими мъниста от Марди Гра.
Решаване на проблеми на молекулярно ниво
Ярко оцветените мъниста не бяха по първоначалната кариера на кариерата. Той се насочи към научните изследвания в областта на храните, когато получи докторската си степен от университета в Хирошима, с цел да се справи с проблема на глобалната продоволствена сигурност. Повечето изследователски центрове на Като за медицински приложения като нано-фармацевтични продукти за лечение на рак и сърдечно-съдови заболявания. Но след като се премести в Батън Руж през 2005 г., той също обича Марди Гра.
Като има склонност към водорасли в лабораторията си. (Пейдж Яро / LSU) Пристигането в щата Луизиана от Рутгерс беше голямо изменение в културата - толкова голямо, колкото преместването му от Япония в Ню Джърси в края на 90-те. „Хората бяха толкова щедри, толкова долу. Хората не бързаха “, обяснява той. Както, никой. В линия за проверка на Baton Rouge той можеше да изчака пет минути, докато чиновникът разговаря с клиент.
„Бях като: Защо линията не се движи? - признава Като. Постепенно той придоби местната нужда да говори за времето, храната, живота.
Първото си лято там Катрина потъна в Персийския залив. След бурята му кварталът претърпя седмично затъмнение. Без ток или вода. Съседи се дръпнаха, за да ядат. "Просто елате", казаха хората. „Така че правехме барбекю почти всяка вечер.“
„Този опит всъщност ни накара да се почувстваме по-удобно да живеем в Луизиана“, казва Като.
Той и семейството му дойдоха да оценят местните традиции. „Това ме накара да погледна по-внимателно културата, която имаме тук“, казва той. "Тук хората говорят за храна и какво да ядат тази вечер. Идва Марди Грас и маршрута на парада."
Марди Гра в Батън Руж е по-нисък, отколкото в Ню Орлиънс, но загубата на партията е проблем в щата. След това навсякъде виждате мъниста, казва Като, „хванат се в клони на дървета, електрически тръби и в канализационни канавки.“
На парти Като разговаря с режисьора на документални филми Дейвид Редмон, чийто филм Марди Гра: Произведено в Китай проследи проблемния път на мънистата от Марди Гра. Като напусна партията, мислейки: „Можем да направим по-добре. Защо хората не използват биоразградими мъниста Mardi Gras? Това трябва да бъде начин. “
Изобретение от злополука
Не след дълго Като и неговите ученици работеха с водорасли за медицински приложения, когато случайно откритие даде важно парче пъзел.
Един от учениците му имал задача да проверява лабораторията три вечери в седмицата, за да премества епруветки от микроводорасли от центрофугата до фризера. „Една вечер той забрави“, казва Като.
На следващата сутрин Като отвори лабораторията, за да намери голямо кълбо от масла за събиране на водорасли на дъното на центрофугата. Това, което той видя почти веднага, може да образува ключова съставка за кълбовидни биопластични топчета.
Биоразградимите мъниста и дублените на Mardi Gras са направени от биомаса от микроводорасли. (Пейдж Яро / LSU) Екипът на Като започна да изследва отглеждането на микроводорасли за мъниста, които биха се разградили. Те биха могли да добият микроводораслите от езерните повърхности в Луизиана, което има естественото предимство на изобилната слънчева светлина. Като е кандидатствал за патент за своя метод, който включва смесване на микроводораслите с химикали за окисляване на съединенията в водораслите и насърчаване на кръстосано свързване, така че те да се слепят заедно. Той прилага топлина и налягане, за да подобри омрежването, последвано от период на сушене.
За да изпробва водата на пазара, Като разговаря с лидерите на Mardi Gras krewe. Редица, включително местното му крепост от Саутдаунс, намериха идеята за намаляване на пластмасовия им отпечатък за привлекателна.
Лидерът на Kato и Southdowns krewe Уилям Гладни притежават съмнители, изработени от микроводорасли. (Ирен Като) Той се хареса и на другите в бранша. Бил Хорнър, изпълнителен директор на Totally Green Bottles, производител на бутилки за компости в международен план, казва, че иновациите на Kato „са изключително важни. Не мога да му аплодирам достатъчно. "
За Horner златният стандарт за устойчиви пластмаси е сертифицируема компостируемост, потвърждаваща колко бързо се разгражда материалът. „Това има общо с въглеродния отпечатък“, казва той. (Въз основа на първоначални експерименти, Kato изчислява, че текущата версия на мънистата се разгражда за една до две години, както в почвата, така и във водата.) Horner добавя, че след като Kato усъвършенства рецептата за направа на биопластични топчета, както и дублени, на комерсиална реклама мащаб, "той ще погледне наляво и надясно и ще види къде може да работи по друг начин." Новите възможности, без съмнение, ще станат ясни.
Препятствието на мащаба
Като и неговият екип са добре запознати с предизвикателствата пред тях. По принцип цената на производството е голямо препятствие: около десет пъти по-висока, отколкото за обикновените пластмасови мъниста. Купувачите, готови да платят премия за устойчивост, могат да помогнат за преодоляване на тази разлика. Но останалата разлика може да изисква някакво кръстосано субсидиране или синергия с други продукти. Като проучва възможностите със своите колеги от здравната индустрия, които правят нутрицевтици, които също използват микроводорасли.
„С биопластиката, разходите и мащабируемостта са основните предизвикателства“, казва Хорнер. Част от процеса е убеждаване на пазара да вземе дълъг поглед. Отчитането на скритите външни разходи от замърсяване с пластмаса, последици за здравето и почистването помага да се направи аргументът за ценовата премия върху мънистата, която няма да задръсти общинските дренажни системи и сметищата.
„В момента има толкова много хора, които осъзнават пластмасовия проблем, не е нужно да сте природозащитник, за да го получите“, казва Хорнер. „Наблюдавахме как пластичната криза се задълбочава всяка година.“
Сюзън Шоу би предпочела опции, които изобщо избягват пластмасата, но е съгласна, че продуктите на базата на микроводорасли, като материали на базата на морски водорасли, обещават. „Ние трябва да увеличим продажбите, за да работи всичко това“, добавя тя.
Засега Kato подготвя да направи 3000 от колиетата за следващата година. За тази сума му трябва езерце с размерите на футболно игрище. И тества пазара с креви и търговци на дребно. Въпросът, който той чува най-често, е: „Можете ли да ни получите цветовете?“
"Работим по това", казва той, докато разработват рецептата за мъниста от следващо поколение.
