Forscher der brasilianischen Universidade Federal de São Carlos und der Unicamp Universität, ebenfalls aus Brasilien, haben gemeinsam mit der britischen Manchester Metropolitan University 3D-gedruckte leitfähige Materialien aus recycelten Kaffeekapseln hergestellt, aus denen sie Koffeindetektoren machen wollen. Damit zeigen sie, wie sich der 3D-Druck als Teil einer Kreislaufwirtschaft einsetzen lässt. Ihre Arbeit dazu haben sie im FachjournalACS Sustainable Chemistry & Engineering in einem Artikel mit dem Titel „Circular Economy Electrochemistry: Creating Additive Manufacturing Feedstocks for Caffeine Detection from Post-Industrial Coffee Pod Waste“ vorgestellt.
Abfall sinnvoll weiterverwenden
Es gibt viele Wege, recycelte Materialien für den 3D-Druck zu nutzen. In China wurden zum Beispiel Turbinenschaufeln zu 3D-Drucker-Material für die Herstellung von Blumenbeeten recycelt. Das Material lässt sich in Filamente umwandeln oder kann für die Wiederverwendung fehlerhafter Bauteile eingesetzt werden. Das internationale Forscherteam setzt gebrauchte Kaffeekapseln als Ausgangsmaterial für die Herstellung von 3D-druckbaren Filamenten ein. Ziel ist es, die Belastung der Umwelt zu reduzieren. Es gibt zwar bereits Kapseln, die sich wieder weiterverwenden lassen, aber sehr oft werden Kunststoffkapseln einfach weggeworfen. Die Forscher stellten fest, dass die Polymerbasis der Kapseln großes Potenzial für die Herstellung innovativer und hochwertiger Produkte bietet.
Um die Kaffeekapseln sinnvoll wieder zu verwenden, haben die Forscher elektrochemische Zellen mit nicht leitenden PLA-Fäden und elektrochemischen Sensoren mit leitenden Fäden entwickelt und diesen Ruß zugesetzt. Der parakristalline Kohlenstoff Ruß entsteht bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen. Bruno Campos Janegitz, Koordinator des Labors für Sensoren, Nanomedizin und nanostrukturierte Materialien (LSNano) an der UFSCar in Araras, erklärt, dass die elektrochemischen Sensoren zur Bestimmung des Koffeingehalts von grünem Tee und Arabica-Kaffee verwendet werden.
Bruno Campos Janegitz, sagte:
„Um ein nicht leitfähiges Material zu erhalten, müssen die PLA-Kapseln lediglich gewaschen und getrocknet und anschließend in einem beheizten System extrudiert werden. Um ein leitfähiges Material zu erhalten, muss vor dem Erhitzen und Extrudieren Ruß hinzugefügt werden. Das extrudierte Material wird dann abgekühlt und gewalzt, wodurch die gewünschten Filamente entstehen.“
Die Arbeit der Forscher zeigt, dass Abfall nicht nur schädlich für die Umwelt sein muss. Er kann ebenso sinnvoll weiterverwendet werden, was die Umwelt entlasten würde. Über weitere Beispiele zum Umweltschutz und dem 3D-Druck und anderen Themen bleiben Sie mit einem Abonnement unseres Newsletters informiert.
