Кофе может сделать многое: разбудить вас, согреть и уменьшить этот экзистенциальный страх. Согласно новому исследованию, это также может помочь сократить количество отходов при 3D-печати.
Таково видение нового проекта, возглавляемого Майклом Риверой, доцентом Института ATLAS и кафедры компьютерных наук Калифорнийского университета в Боулдере. Он и его коллеги разработали метод 3D-печати широкого спектра объектов с использованием пасты, полностью изготовленной из старой кофейной гущи, воды и нескольких других экологически чистых ингредиентов.
Команда уже экспериментировала с использованием кофейной гущи для изготовления украшений, горшков для растений и даже чашек для эспрессо. Технология также достаточно проста, чтобы с некоторыми изменениями работать на большинстве недорогих 3D-принтеров потребительского класса.
«Из кофейной гущи можно приготовить много чего», — сказал Ривера. «А когда он вам больше не понадобится, вы можете бросить его обратно в кофемолку и снова использовать гущу для печати».
Группа представила свои выводы на конференции Ассоциации вычислительной техники по проектированию интерактивных систем в Питтсбурге.
Для Риверы этот проект является частью его миссии сделать 3D—печать более экологичной — позволяя художникам, дизайнерам, инженерам и многим другим людям быстро создавать доступные для восприятия прототипы и другие предметы домашнего обихода, не отправляя их на свалки.
«Наше видение заключается в том, что вы могли бы просто купить несколько вещей в супермаркете и онлайн и приступить к работе», — сказал Ривера.
Источник: Университет Колорадо в Боулдере
Хорошие идеи приходят благодаря кофеину
Это видение, как и следовало ожидать, началось в кофейне.
Когда Ривера был аспирантом Университета Карнеги-Меллон, он часто работал в питтсбургском кафе под названием Arriviste Coffee Roasters. Кофейня заключила контракт с местной группой на сбор использованной кофейной гущи для компостирования, но во время пандемии COVID-19 это было невозможно. Отходы начали накапливаться.
«Владелец сказал мне: «Я не знаю, что с этим делать. Поэтому я просто выбрасываю это», — сказал Ривера, который присоединился к CU Boulder в качестве постдокторского исследователя в 2022 году. «Я посмотрел на территорию и сказал: «Может быть, я смогу что-нибудь с ними сделать».
Ривера объяснил, что большинство потребительских 3D-принтеров, представленных сегодня на рынке, печатают с использованием того или иного вида термопластов. Наиболее распространенной является полимолочная кислота, или PLA. Теоретически этот материал пригоден для компостирования, но только небольшая часть предприятий по производству компоста примет его.
«Если вы выбросите его на свалку, куда попадает большая часть НОАК, на разложение уйдет до 1000 лет», — сказал Ривера.
Он понял, что может решить несколько проблем одновременно: сократить количество пластиковых отходов, найти, что делать со всей этой использованной гущей, и при этом наслаждаться чашками теплого кофе.
Как только вы закончите с кофейными изделиями, напечатанными на 3D-принтере, вы можете бросить их в кофемолку и повторно использовать материал для печати.
Ривера отметил, что метод команды довольно прост. Он и его коллеги смешивают высушенную кофейную гущу с двумя другими порошками, которые они покупают онлайн: целлюлозной камедью и ксантановой камедью. И то, и другое является распространенной добавкой в пищу и легко разлагается в контейнере для компоста. Затем исследователи смешивают их с водой.
«Вы в значительной степени стремитесь к консистенции арахисового масла», — сказал Ривера.
Вы не можете загрузить эту слизь непосредственно в 3D-принтер. Сначала Ривера немного подтасовывает жюри, модифицируя принтер пластиковыми трубочками и шприцем, наполненным кофейной пастой. Но творения группы на удивление выносливы. После высыхания материал из кофейной гущи становится примерно таким же прочным, как неармированный бетон.
«Мы создали объекты, которые широко используются», — сказал Ривера. «Мы их уронили, и они еще не сломались».
Он видит большой потенциал для превращения кофейной гущи в осязаемые объекты. Ривера, например, сделал небольшие кашпо из кофейной гущи, которые можно использовать для выращивания рассады кислолюбивых растений, таких как помидоры. Как только растения станут достаточно высокими, вы можете высадить их вместе с горшком в почву. Команда также может добавлять активированный уголь в грунт для изготовления деталей, способных проводить электричество, таких как кнопки для экологически чистой электроники.
Ривера отметил, что печать с использованием кофейной гущи, возможно, никогда не станет широко распространенной практикой. Вместо этого он рассматривает проект как шаг к открытию других видов экологически чистых материалов для 3D-печати, которые однажды могли бы заменить пластик.
