科羅拉多大學(xué)開發(fā)出3D打印咖啡渣新方法，有望取代塑料制品

2023年11月5日，南極熊獲悉，根據(jù)科羅拉多大學(xué)博爾德分校的一項(xiàng)研究，咖啡廢料可以用作3D打印的合適材料。該項(xiàng)目由ATLAS 研究所和該大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系助理教授 Michael領(lǐng)導(dǎo)。他和他的同事開發(fā)了一種使用完全由舊咖啡渣、水和其他一些可持續(xù)成分制成的糊劑來 3D 打印各種物體的方法。

研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)嘗試使用咖啡渣來制作珠寶、植物盆和濃縮咖啡杯。該技術(shù)也非常簡單，只需進(jìn)行一些修改，即可在大多數(shù)低成本消費(fèi)級 3D 打印機(jī)上運(yùn)行。

Rivera說：“你可以用咖啡渣做很多東西。當(dāng)你不再需要它時，你可以將它扔回咖啡研磨機(jī)中，然后使用咖啡渣再次打印。”

科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員 3D 打印與纖維素膠和黃原膠混合的咖啡渣。對于 Rivera 來說，該項(xiàng)目是他讓 3D 打印更具可持續(xù)性的使命的一部分，讓藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師、工程師等能夠快速制作可抓握的原型和其他家居用品，而無需將其扔進(jìn)垃圾填埋場。

當(dāng)Rivera還是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究生時，他經(jīng)常在匹茲堡一家名為 Arriviste Coffee Roasters 的咖啡館工作。這家咖啡店與當(dāng)?shù)匾患医M織簽訂了合同，收集用過的咖啡渣進(jìn)行堆肥，但在新冠肺炎 (COVID-19) 大流行期間這個步驟很難實(shí)施，導(dǎo)致廢物開始堆積。

2022 年加入科羅拉多大學(xué)博爾德分校擔(dān)任博士后研究員的里維拉說：“店主告訴我不知道該怎么處理它，所以就把它扔掉了。我想著也許我可以用它們做點(diǎn)什么。”

Rivera 解釋說，當(dāng)今市場上的大多數(shù)消費(fèi)級 3D 打印機(jī)都使用某種熱塑性塑料進(jìn)行打印。最常見的是聚乳酸（PLA）。從理論上講，這種材料是可堆肥的，但只有一小部分堆肥設(shè)施會接受它。他說：“如果你把它扔進(jìn)垃圾填埋場，那么它需要長達(dá) 1000 年的時間才能分解?！?/div>

Rivera和科羅拉多大學(xué)博爾德分校的同事將干咖啡渣與他們在網(wǎng)上購買的另外兩種粉末混合：纖維素膠和黃原膠。兩者都是食品中常見的添加劑，并且在堆肥箱中很容易降解。接下來，研究人員將其與水混合，達(dá)到類似花生醬的粘度。

然而，混合后糊劑還不能直接加到 3D 打印機(jī)中。為此，Rivera做了一些臨時準(zhǔn)備，用塑料管和裝滿咖啡糊的注射器改造打印機(jī)，但該團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)作出奇地堅(jiān)固。干燥后，咖啡渣材料的硬度與未加固的混凝土差不多。Rivera說：“我們制造了具有大量用途的物品。我們已經(jīng)把它們?nèi)拥袅?，但它們還沒有壞掉。”

據(jù)報道，里維拉看到了將咖啡渣變成有形物體的巨大潛力，例如，用咖啡渣制作了小型花盆，可以用來種植西紅柿等喜酸植物的幼苗。一旦植物長得足夠高，您就可以將它們連同盆栽一起種植在土壤中。該團(tuán)隊(duì)還可以在其場地中添加活性炭來制造導(dǎo)電部件，例如可持續(xù)電子產(chǎn)品的按鈕。

Rivera指出，用咖啡渣打印可能永遠(yuǎn)不會成為一種普遍的做法。相反，他認(rèn)為該項(xiàng)目是朝著發(fā)現(xiàn)其他類型的可持續(xù) 3D 打印材料邁出的一步，這些材料有一天可以取代塑料。