Капустный бетон и кофейная ракета: неожиданные технологии из еды

В Японии придумали, как из пищевых отходов делать бетон. В Швеции гранатом очищают воду. А в России научились из кофе собирать ракеты. Какое еще неожиданное применение находят обычной еде? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Прочный бетон из гнилой капусты

В начале сюжета показали баклажаны, которые испортились еще до того, как их отправили на прилавки. А значит, путь у плодов один – на свалку. Такая судьба, по данным ООН, ожидает треть продуктов по всему миру. Но наука подскажет, как сделать из пищевых отходов множество полезных вещей. Например, в Японии собираются облицовывать дома подгнившей капустой.

В пробирках, показанных в программе далее, будущий съедобный бетон. Вот "рецепт" от исследователей Токийского университета. Подпорченную пекинскую капусту нужно высушить, перемолоть, добавить воды, приправить сахаром и солью. Затем выложить смесь в формы, отправить под пресс и "запечь" при высокой температуре.

"Коллеги экспериментировали с тыквой, цедрой апельсина, морскими водорослями. Но лучшие образцы получились именно из пекинской капусты. На изгиб они в три раза прочнее обычного бетона. При этом материал не гниет, его не поражает грибок и не атакуют насекомые. Но что самое удивительное, этот бетон съедобный и даже вкусный. А если покрыть его гидроизоляцией и лаком, он может служить в качестве облицовочных плит", – рассказал профессор кафедры механических и биофункциональных систем Института промышленных наук Токийского университета Юсике Госагава.

Соевое масло как герметик для дорожного покрытия

Жалобы на плохие дороги – это давняя, нет, не русская, а американская традиция. Оказывается, нет ни одного штата, в котором местные жители были бы довольны качеством трасс.

Компания из Пенсильвании провела исследования и выяснила, что Род-Айленд – худшее место для автомобилистов в США. Эксперты считают, что всему виной погода: в этом штате часто идут дожди и бывают заморозки. К счастью, ученые Университета Пердью уже придумали, как залатать подобные ухабы. Они предлагают пропитывать дороги… соевым маслом.

"Этот герметик на 93% состоит из соевого масла. Его нужно просто распылить на швы между бетонными плитами – и дорога прослужит на десять лет дольше", – говорит технический руководитель компании-разработчика герметиков из сои Пол Имброк.

Обычные герметики на основе растворителя служат в два раза меньше. Они запечатывают бетон только сверху. Защитный слой ежедневно стирают автомобили, разрушают противогололедные химикаты и вода. А вот соевый состав ученых Университета Пердью пропитывает дорожное покрытие насквозь. Растительное масло с частичками полимера и углеродом заполняет и надежно закупоривает все внутренние трещины. Так что ни влага, ни холода дороге не вредят.

"Наш состав остается жидким под поверхностью бетона. Поэтому он способен постоянно отталкивать любую влагу и даже масла. При этом обработка соевым герметиком по сравнению с обычным обходится на 20% дешевле. Вам не нужно надолго перекрывать дорогу, нанимать большую команду строителей и даже использовать респираторы. Герметик совершенно безвреден для человека и окружающей среды", – отметил технический руководитель компании-разработчика герметиков из сои Пол Имброк.

Проблема всего человечества: водопроводная вода, зараженная лекарствами

Коктейль из антибиотиков, антидепрессантов и обезболивающих ежедневно пьют более сорока миллионов американцев. В США проверили водопроводную воду – для этого в стране взяли пробы из пятидесяти крупных водоочистных сооружений.

Оказалось, что утоляя жажду, американцы поглощают как минимум 25 лекарств. А Всемирная организация здравоохранения заявила, что методы очистки, которые сегодня существуют, очищают воду от медицинских препаратов максимум на 60%.

"После того как зараженная вода из стоков попадает в реки, первыми страдают рыбы. Доказано, что противозачаточные средства влияют на их репродуктивную функцию. Затем, когда вода из рек попадает в очистные сооружения, и становится водопроводной, такая же история ждет людей. Кроме этого, постоянное употребление антибиотиков из-под крана, в конце концов, может привести к невосприимчивости организма к лекарствам", – сообщил начальник отдела здоровья окружающей среды Инспекции здравоохранения Нормунд Кадикис.

И эта проблема повсеместна. Американская Миссисипи, бразильская Амазонка и даже британская Темза – все они загрязнены следами медицинских препаратов.

Британские ученые взяли пробы воды в почти трехстах реках планеты и проверили их на содержание лекарств. Четверть рек оказались заражены. В них нашли следы антибиотиков и антигистаминных лекарств. Но спасти человечество от опасной воды помогут гранаты.

Суперфильтр для воды из граната

В Швеции из кожуры граната ученые сделали суперфильтр – пока, правда, для сточных вод. Он способен уловить даже те вещества, которые пропустила промышленная очистная станция.

Настоящие ценители гранатов знают, что кожура этих плодов горьковатая и терпкая. Характерный вкус придают так называемые танины, а точнее эллаговая кислота в их составе. Это вещество способно образовывать очень прочные связи с другими элементами. А главное, улавливать и разлагать отходы от производства лекарств.

Этим и воспользовались исследователи Стокгольмского университета. Молекулы кислоты они соединили с ионами металла циркония. Он недорогой, практически не подвержен коррозии, а главное, не вступает в реакцию с органическими веществами. Получилась пористая и крепкая кристаллическая нанорешетка.

"Во время эксперимента через нанорешетки пропустили уже очищенную от примесей воду. Однако материал все равно уловил фармацевтические загрязнители, которые невозможно удалить с помощью обычных фильтров. В будущем с помощью гранатово-циркониевых структур мы сделаем реки чище", – уверен профессор кафедры химии материалов Стокгольмского университета Никлас Хедин.

Кофейная гуща для строительства космических ракет

От кофейной гущи не стоит избавляться. Звучит невероятно, но она еще пригодится для строительства космических ракет.

В программе показали зерно карбида кремния. Этот редчайший минерал – его еще называют муассанит – был извлечен из метеорита, который упал в Австралии полвека назад. На Земле встретить карбид кремния можно в ничтожно малых количествах.

Он настолько редкий, что его в основном выращивают искусственно. А используют практически во всех сферах: применяют как абразив для шлифовки деталей, делают из минерала тормозные системы для автомобилей и даже изготавливают бронежилеты.

"Карбид кремния применяется, например, в аэрокосмической промышленности. Благодаря его радиационной стойкости карбид кремния может применяться в качестве оболочек тепловыделяющих элементов", – добавила инженер лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли Томского политехнического университета Альбина Мисюкова.

В Томском политехническом университете придумали, как создать максимально дешевую замену карбиду кремния. Ученые взяли кофейный жмых – по сути пищевой мусор – и превратили его в имитацию ценного минерала.

"Кофейный жмых <…> подлежит переработке пиролиза. Из кофейного жмыха в дальнейшем получаем полукокс", – уточнила инженер лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли Томского политехнического университета Альбина Мисюкова.

Полукокс – это твердое бездымное топливо. Обычно его делают из угля. Для этого породу нужно изолировать от воздуха, сильно нагреть и раскрутить в реакторе. Процесс называется пиролиз.

Но если вместо полезных ископаемых загрузить в установку кофейную гущу с кремниевым порошком, то на выходе получится новый космический композит – очень прочный и жаростойкий карбид кремния.

Из кофейного материала можно сделать чуть ли не всю ракету – от деталей двигателя и крепких перегородок между отсеками до надежной электроники. А обойдется это в смешные деньги.

Отходов от бодрящего напитка в мире более чем достаточно. Так что прежде чем выбрасывать испорченную еду, посмотрите "Науку и технику". Вдруг ученые уже придумали, как из просроченных пельменей сделать смартфон или машину времени.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.