De UC San Diego-onderzoekers die op algen gebaseerde teenslippers en surfplanken hebben ontwikkeld, zijn weer bezig. Deze keer bevorderen ze hun merk van hernieuwbare en biologisch afbreekbare materialen voor gebruik in andere producten zoals gecoate stoffen, lakleer en kleefstoffen, met wat foodie-flare, ook - smaken en geuren.

Het laatste onderzoek van Michael Burkart, Stephen Mayfield en Robert Pomeroy - online in Groene chemie , een tijdschrift van de Royal Society of Chemistry - schetst hun inspanningen om methoden te ontwikkelen voor het produceren van op microalgen gebaseerde polyolen - monomeereenheden voor polyurethaanpolymeren - die kunnen worden gebruikt om polyurethaanschuim te maken met afgewerkte olie uit algenbiomassa.

Veel onderzoeken beschouwen algen als een van de beste hernieuwbare bronnen om fossiele brandstoffen te vervangen en de opwarming van de aarde tegen te gaan zonder de voedselvoorziening te beïnvloeden. Maar in tegenstelling tot plantaardige oliën, de olie uit algen bevat kleine organische verontreinigingen, zoals fotosynthetische pigmenten en andere cofactoren die het gebruik ervan kunnen bemoeilijken.

Het team koos ervoor om te werken met olie van de groene microalg Nannochloropsis salina, een veel voorkomende bron van omega-3-vetzuren die als voedingssupplementen worden verkocht. De overgebleven oliën, meer dan 70 procent, worden meestal weggegooid of verbrand, maar de UC San Diego-onderzoekers vonden een beter gebruik voor hen. Ze ontwikkelden een proces om deze afvalstroom te zuiveren en om te zetten in azelaïnezuur, een bouwsteen voor flexibele polyurethaan. Willen "de hele buffel gebruiken, "Ze zetten ook het bijproduct heptaanzuur om in een smaak- en geurstof voor levensmiddelen.

"We hebben laten zien dat we afvalproducten van de productie van omega-3-olie op basis van algen kunnen nemen en die kunnen omzetten in waardevolle en hernieuwbare polyurethaanschuimen. Deze hebben allerlei commerciële toepassingen, van teenslippers en hardloopschoenzolen, tot matrassen en yogamatten. In aanvulling, we hebben een smaakstofmolecuul gemaakt van het resterende bijproduct met een waarde van meer dan $ 500 per kilogram, " zei Burkart verwijzend naar de krant van het team, "Coproductie van flexibele polyurethanen en hernieuwbaar oplosmiddel uit een afvalstroom van microalgenolie."

Om het werk te starten, het onderzoeksteam, waaronder wetenschappers van de afdeling Exacte Wetenschappen, de afdeling Biologische Wetenschappen en het California Center for Algae Biotechnology aan de UC San Diego, vond eerst een schaalbare, kosteneffectieve route om de zuiverheid van algenolie te verbeteren met behulp van eenvoudige fysieke methoden samen met verzeping. Dit is een proces waarbij oliën reageren met natrium- of kaliumhydroxide om glycerol en een vetzuurzout te produceren, of zeep.

Naast de vetzuren, Mayfield legde uit dat het team meerdere verontreinigingen in de afgewerkte olie identificeerde. "In tegenstelling tot planten, die voornamelijk triacyglyceriden opslaan, of plantaardige olie, in hun zaden, microalgen bevatten een verscheidenheid aan metabolische componenten die onoplosbaar zijn in water, maar vrij oplosbaar zijn in de algenolie wanneer ze worden geëxtraheerd. De aanwezigheid van deze pigmenten remt de stroomafwaartse reactie-efficiëntie, daarom is hun verwijdering een belangrijk proces bij de productie van hernieuwbare chemicaliën uit algenolie."

Volgens de wetenschappers hun schaalbare proces kan worden uitgevoerd op oliën van meerdere algensoorten, om waardevolle monomeren te produceren - moleculen die deelnemen aan een kettingreactie om polymeren te vormen - voor een zeer duurzame bron van biobased plastics. De studie omvatte een verkenning van de economische waarde van de methodologie van het team. Volgens Pomeroy, ze kozen de N. salina als een soort voor het op grote schaal kweken van algen vanwege de gevestigde hoge productie van eicosapentaeenzuur (EPA), een waardevolle omega-3-olie, en het vermogen van wetenschappers om de stam te laten groeien voor een hoog biomassagehalte.

"Deze studie geeft aan dat een afvalstroom uit algen zowel het praktische als het economische potentieel heeft om de materiaalproductie van polyurethaan te ondersteunen, " zei Burkart. "We werken al samen met grote schoenenbedrijven om deze om te zetten in commerciële producten die mensen willen kopen. We merken dat consumenten zich zorgen maken over al het op aardolie gebaseerde plastic afval dat we als samenleving genereren, en ons team ontwikkelt snel oplossingen voor toekomstige producten. Blijf kijken!"