从麦当劳的油炸锅油到高端的3D打印树脂2020-03-01

多伦多大学的研究人员已经能够将油炸锅中常见的残渣进行回收和转化,制成增材制造用消耗品。

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多伦多大学士嘉堡分校的研究人员首次将废弃的食用油(从当地麦当劳的油炸锅中转化为高分辨率的,可生物降解的3D打印树脂)。

使用废食用油进行3D打印具有巨大的潜力。与传统的3D打印树脂不同,它不仅制造成本更低,而且由其制成的塑料自然会分解。

T斯卡伯勒大学物理与环境科学系的教授安德烈·辛普森(Andre Simpson)说:“塑料之所以成为问题,是因为自然界还没有发展处理人造化学物质的方法。”

“因为我们使用的是本质上是天然产品-在这种情况下是食用油中的脂肪-自然可以更好地对其进行处理。”

大约三年前,辛普森(Simpson)有了3D打印机时,就对这个想法产生了浓厚的兴趣。在注意到商业树脂中使用的分子类似于食用油中发现的脂肪后,他想知道是否可以使用废食用油制造一种。

一个挑战是从一家餐馆的油炸锅中找到旧的食用油,以便在实验室中进行测试。尽管联系了几家主要的全国快餐连锁店,但唯一做出回应的是麦当劳。研究中使用的油来自汉堡连锁店之一的士嘉堡餐厅。

辛普森(Simpson)和他的团队在实验室中使用了简单的一步化学过程,使用约一升的食用油制得420毫升的树脂。然后,该树脂被用于印刷塑料蝴蝶,该蝴蝶的特征可低至100微米,并且在结构和热方面均稳定,这意味着它在室温下不会碎裂或熔化。

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“我们发现麦当劳的废食用油具有作为3D打印树脂的巨大潜力,”环境化学家,斯卡伯勒大学(University of T Scarborough)环境NMR中心主任辛普森说。

用过的食用油是一个主要的全球性环境问题,商业和家庭垃圾造成了严重的环境问题,其中包括由于脂肪堆积而造成的污水管道堵塞。

辛普森说,尽管废食用油有商业用途,但仍缺乏将其再循环为高价值商品(例如3D打印树脂)的方法。他补充说,创造高价值的商品可以通过回收废弃的食用油来消除一些财务障碍,因为许多餐馆必须为处理这种油而付费。

常规的高分辨率树脂每升成本高达525美元,因为它们是从化石燃料中提取的,并且需要几个步骤来生产。在辛普森实验室中,用于制造树脂的化学物质中,除一种以外的所有化学物质都可以回收利用,这意味着它的制造成本低至每吨300美元,比大多数塑料便宜。它还可以固化阳光下的固体,从而有可能将其倒入液体中并在工作现场形成结构。

另一个关键优势是生物可降解性。研究人员发现,将用树脂制成的3D打印物体埋在土壤中,在大约两周内损失了其重量的20%。辛普森说:“如果将其埋在土壤中,微生物将开始分解它,因为它本质上只是脂肪。” “微生物实际上喜欢吃这种东西,他们在分解微生物方面做得很好。”


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