In een circulaire economie, design gaat over meer dan alleen het creëren van een duurzaam product. In dit systeem dat is gebaseerd op het elimineren van verspilling en het minimaliseren van het gebruik van hulpbronnen, het ontwerpproces is erop gericht de waarde van producten en materialen te behouden en zo lang mogelijk in het economische systeem te houden. Dus hoe doe je dat? doctoraat kandidaat Marita Sauerwein bedacht een nieuw materiaal op basis van gemalen mosselschelpen en liet door middel van 3D-printtechnologie zien dat het einde van de levensduur van een product eigenlijk nog maar het begin is.

Geïnspireerd door afval

In de vroege stadia van haar Ph.D., Sauerwein interviewde ontwerpers die 3D-printen met duurzaamheid in het achterhoofd. Ze ontdekte dat de gebruikte materialen het doel van het handhaven van de product- of materiaalintegriteit of de waarde van post-product van materialen niet ondersteunden. Dat zette haar ertoe aan om materialen te onderzoeken die hernieuwbaar zouden zijn, uit biogebaseerde bronnen, maar dat zou ook passen in de circulaire economie. En hoewel mosselschelpen niet het enige materiaal zijn dat voldoet aan de doelstellingen van een circulair systeem, ze zijn een enorme afvalstroom in Nederland door grootschalige mosselverwerkingsinstallaties. Dus, deze overvloedige en lokale bron was een logische en geschikte plaats om te beginnen.

Het draait allemaal om het bindmiddel

Om een ​​materiaal te maken dat geschikt is voor 3D-printen, De belangrijkste factor naast de mosselschelpen is volgens Sauerwein het bindmiddel. Om een ​​composietmateriaal te maken, de vermalen schelpen moeten ergens aan vast zitten. En het is deze bindende stof die van invloed is op het hergebruik van het materiaal en of het past binnen de filosofie van de circulaire economie. "Wat ik wilde bereiken, is dat het niet alleen composteerbaar is, maar herbruikbaar op een hoger niveau, "zei ze. Behalve dat het herbruikbaar is, ze wilde ook een materiaal maken dat opnieuw kan worden bedrukt.

aanvankelijk, het onderzoek betrof het gebruik van suikerwater om de mosselschelpen te binden. Na het drogen, het wordt een keramisch-achtig hard materiaal. Met dit materiaal kon Sauerwein een 3D-geprinte lampenkap maken. In dit voorbeeld, wanneer het object verouderd is, kunt u water toevoegen, waardoor het materiaal weer oplost tot een pasta, die kan worden gebruikt om opnieuw te 3D-printen. Maar het feit dat het niet waterbestendig is, beperkt ook het gebruik ervan.

Met wat hulp van een biopolymeerlab van de faculteit Technische Natuurwetenschappen van de TU Delft, Sauerwein ontdekte dat alginaat kan worden gebruikt om een ​​waterbestendig materiaal te maken door middel van ionenverknoping. Deze reactie kan dan worden omgekeerd, opnieuw een afdrukbare pasta produceren. Met dit materiaal, ze 3D printte een accessoire voor plat haar dat, wanneer het weer nat werd, kon worden gebogen of gevormd om in de ronding van het hoofd te passen. "Het is een heel goed voorbeeld van wat er mogelijk is met dit materiaal, " ze zei.

Een nieuwe draai aan methodologie

Sauerwein koos voor een Research through Design (RtD) methodiek omdat ze de bevindingen concreter wilde maken. Maar ze pakte het iets anders aan dan gebruikelijk is. Ze legt uit dat vaak een product wordt ontworpen en vervolgens met dat product of prototype wordt getest om kennis en inzichten te blijven genereren. "In mijn geval is het prototype een soort proof of concept, het eindproduct, "zei ze. "De lampenkap laat zien dat er een nieuw materiaal is dat kan worden herdrukt en dat je er echt een ander product mee kunt maken."

In de toekomst, Sauerwein hoopt meer focus te zien op het gebruik van biobased materialen, maar zegt dat dat niet genoeg is om een ​​duurzame of circulaire economie te maken. "Je moet ook denken aan het levenseinde, hoe het op het hoogst mogelijke niveau kan worden teruggewonnen en hergebruikt. In het eerste ontwerpproces je moet nadenken over hergebruik. Je hoeft niet helemaal te weten hoe iets wordt hergebruikt, maar je moet ervoor zorgen dat je dit inschakelt."