Världen genererar över sex miljoner ton kaffegryn, enligt International Coffee Organization. Journalen Jordbruk och livsmedelskemi rapporterade 2012 att över hälften av använt kaffesump hamnar på deponier. Cellulosananofibrer är byggstenarna för plasthartser som kan göras till biologiskt nedbrytbara plastprodukter.

YNU -teamet, ledd av Izuru Kawamura, docent vid Graduate School of Engineering Science, bestämde sig för att bygga vidare på tidigare forskning om utvinning av cellulosananofibrer från kaffegryn. De publicerade sina resultat den 1 april i tidskriften Cellulosa .

"Vårt yttersta mål är att etablera ett hållbart återvinningssystem med våra cellulosananofibrer i kaffebranschen, "Sa Kawamura." Nu, allt fler restauranger och kaféer har förbjudits att använda sugrör för engångsbruk. Efter den rörelsen, Vi strävar efter att göra en genomskinlig engångskaffe och halm med en tillsats bestående av cellulosananofibrer av använt kaffeformat. "

Efterfrågan på cellulosananofibrer ökar över hela världen, när industrier inser sin potential som ett mer miljövänligt och hållbart sätt att producera plast.

"Cellulosa nanofibrer har hittills huvudsakligen tillverkats av träbaserade material som massa, "Sade Kawamura." Cellulosa -nanofibrer kan eventuellt levereras från alla växter från naturen. Vi vill betona att använt kaffesump är en lovande råvara. "

Nyckeln till att extrahera cellulosananofibrer från använt kaffesump ligger i cellulosa, materialet som består av bönornas cellväggar och står för ungefär hälften av markens vikt och volym.

YNU -teamet körde experimentet med att isolera cellulosananofibrer från bönornas cellväggar genom katalytisk oxidation, en process som oxiderar cellväggarna med hjälp av en katalysator. Detta är en metod som tidigare rapporterats av Akira Isogai vid University of Tokyo.

Teamet undersökte de resulterande cellulosananofibrerna med bildtekniker inklusive röntgendiffraktion, elektronmikroskopi, och termogravimetrisk analys - en metod för att observera de grundläggande strukturella egenskaperna hos cellulosananofibrer och jämföra det som härrör från trä. De kaffemalda baserade cellulosananofibrerna uppvisade enhetlighet och integrerades väl i polyvinylalkohol, byggstenen för en mängd olika industri- och konsumentprodukter. Hans team fann att deras genomsnittliga diameter var 25 nanometer. Som referens, ett människohår mäter cirka 90, 000 nanometer i diameter.

Sådan konsistens och integration med polymerhartser är milstolpar som visar potentialen för kaffemalen-baserade cellulosananofibrer som träersättning, Kawamura sa, men ytterligare forskning behövs för att utveckla en kommersiellt gångbar process.

Kawamura tror att cellulosananofibrer snart kan spela en stor roll i bilindustrin, erbjuder ett lätt alternativ till stål och plast för karosserier. Eftersom utsläppsnormerna fortsätter att skärpas, marknaden för lättare bilar kommer att växa, att göra cellulosananofibrer till en allt mer värdefull vara.

"Den totala vikten av plastharts som tillverkas av cellulosananofibrer är mycket lätt jämfört med stål, "Sa Kawamura." Det kommer att ge en effektiv minskning av koldioxid ₂ utsläpp. "Hartser byggda på nanofibrer fungerar också bra i 3D-utskrift, vilket gör dem till ett miljövänligt alternativ till petroleumbaserad plast för en mängd potentiella produkter.

Denna nya process kan vara en välsignelse för kaffeindustrin, som har begränsade alternativ för att tjäna pengar på använt kaffesump. Vissa städer har återvinningsprogram, där använt kaffesump återanvänds som näringsrik kompost för växthus och svampodlingar. Andra program skickar använt kaffesump till anläggningar som producerar biogas. Men totalt sett, de flesta kaffesumpar hamnar fortfarande på deponier.