Кофе может многое: разбудить, согреть и уменьшить экзистенциальный страх. Согласно новому исследованию , это также может помочь сократить отходы от 3D-печати.

Именно такое видение лежит в основе 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 состоящей из старой кофейной гущи , воды и некоторых других экологически чистых ингредиентов.

Команда уже экспериментировала с использованием кофейной гущи для изготовления украшений, горшков для растений и даже чашек для эспрессо. Этот метод также достаточно прост, поэтому с некоторыми модификациями он будет работать на большинстве недорогих 3D-принтеров потребительского уровня.

«Из кофейной гущи можно сделать множество вещей», — сказал Ривера. «А когда он вам больше не нужен, вы можете бросить его обратно в кофемолку и снова использовать гущу для печати».

Группа представила свои выводы на конференции Ассоциации по проектированию интерактивных систем вычислительной техники в Питтсбурге.

Для Риверы этот проект является частью его миссии по повышению экологичности 3D-печати, позволяя художникам, дизайнерам, инженерам и многим другим людям быстро создавать удобные прототипы и другие предметы домашнего обихода, не выбрасывая их на свалки.

«Наша идея заключается в том, что вы можете просто купить несколько вещей в супермаркете или в Интернете и приступить к делу», — сказал Ривера.

Хорошие идеи рождаются из кофеина

Это видение, как и ожидалось, началось в кафе.

Когда Ривера был аспирантом Университета Карнеги-Меллон, он часто работал в кафе в Питтсбурге 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 ним делать. Поэтому я просто выбрасываю его», — сказал Ривера, который присоединился к CU Boulder в качестве постдокторанта в 2022 году. «Я посмотрел на территорию и сказал: «Может быть, я смогу с ними что-нибудь сделать».

Ривера объяснил, что большинство потребительских 3D-принтеров, представленных сегодня на рынке, печатают с использованием тех или иных термопластов. Наиболее распространенной является полимолочная кислота или PLA. Этот материал теоретически пригоден для компостирования, но лишь часть предприятий по компостированию его примет.

«Если выбросить его на свалку, куда попадает большая часть НОАК, то на его разложение уйдет до 1000 лет», — сказал Ривера.

Он понял, что может решить несколько проблем одновременно: сократить количество пластиковых отходов, найти что-то, что можно сделать со всей этой использованной гущей и в процессе насладиться чашечкой теплого кофе.

Площадки для празднования

Метод команды довольно прост, отметил Ривера. Он и его коллеги смешивают высушенную кофейную гущу с двумя другими порошками, которые они покупают в Интернете: целлюлозной камедью и ксантановой камедью. Оба являются обычными добавками в пищу и легко разлагаются в контейнере для компоста. Затем исследователи смешивают воду.

«Вы в значительной степени стремитесь к консистенции арахисового масла», — сказал Ривера.

Вы не можете загрузить эту слизь прямо в 3D-принтер. Сначала Ривера устраивает небольшую подтасовку, модифицируя принтер с помощью пластиковых трубок и шприца, наполненного кофейной пастой. Но творения группы удивительно выносливы. В высушенном состоянии материал кофейной гущи примерно такой же прочный, как неармированный бетон.

«Мы создали объекты, которые очень часто используются», — сказал Ривера. «Мы их уронили, и они еще не сломались».

Он видит большой потенциал в превращении кофейной гущи в материальные объекты. Ривера, например, сделал небольшие горшки из кофейной гущи, которые можно использовать для выращивания рассады любящих кислоту растений, таких как помидоры. Как только растения станут достаточно высокими, вы можете посадить их, горшок и все остальное, в почву. Команда также может добавлять активированный уголь на свою территорию, чтобы изготавливать детали, способные проводить электричество, например кнопки для экологически чистой электроники.

Ривера отметил, что печать кофейной гущей, 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 смогут заменить пластик.