Studenten en onderzoekers van UC San Diego hebben 's werelds eerste op algen gebaseerde, hernieuwbare teenslippers.

De eerste prototypes van hun nieuwe uitvinding, ontwikkeld in de zomer in een chemielaboratorium in York Hall, bestaan ​​uit een flexibele, sponsachtige pantoffel versierd met een Triton-logo en een eenvoudige riem - vrij basic, zoals flip-flops gaan.

Maar als ze later dit academiejaar in volle productie gaan tegen wat onderzoekers hopen, zullen de kosten naar verwachting $ 3 per paar zijn, de impact van deze campusinnovatie kan revolutionair zijn, de wereld veranderen voor een beter milieu.

Dat komt omdat er elk jaar wereldwijd 3 miljard op aardolie gebaseerde teenslippers worden geproduceerd. uiteindelijk eindigen als niet-biologisch afbreekbaar afval op stortplaatsen, rivieren en oceanen over de hele wereld.

"Ook al lijkt een teenslipper een klein product, een wegwerpartikel dat iedereen draagt, het blijkt dat dit de nr. 1 schoen ter wereld is, " zegt Stephen Mayfield, een professor biologie aan de UC San Diego die samen met Skip Pomeroy de onderzoeksinspanningen leidde, een professor in de chemie en biochemie. "Dit zijn de schoenen van een visser en een boer. Dit is de nr. 1 schoen in India, de nr. 1 schoen in China en de nr. 1 schoen in Afrika. En, in feite, een van de grootste vervuilers in de oceaan is polyurethaan van teenslippers en andere schoenen die zijn gewassen of in rivieren zijn gegooid en in de oceaan stromen."

Mayfield en Pomeroy, samen met hun niet-gegradueerde en afgestudeerde studenten, twee jaar geleden samen om 's werelds eerste op algen gebaseerde surfplank te ontwikkelen. De wetenschappers van UC San Diego werkten samen met een lokale fabrikant van blanco surfplanken, Arctisch schuim van Oceanside, om erachter te komen hoe je van algenolie de harde, kern van polyurethaanschuim van een surfplank, die typisch is gemaakt van aardolie.

Die ontwikkeling, die snel werd omarmd door een surfindustrie die op zoek was naar manieren om duurzamere en milieuvriendelijkere producten te produceren, zette de twee UC San Diego-professoren aan het denken over hun volgende stap.

Als dit voor een deel van de 500 kan worden gedaan, 000 surfplanken die jaarlijks over de hele wereld worden verkocht, waarom niet voor de 3 miljard teenslippers en miljoenen andere nieuwe schoenen die elk jaar onze stortplaatsen en oceanen vervuilen?

"De algensurfplank was het eerste voor de hand liggende product om te maken, maar als je echt naar de cijfers kijkt, realiseer je je dat het maken van zo'n teenslipper of schoenzool veel belangrijker is, "zegt Mayfield. "Afhankelijk van hoe je de chemie doet, je kunt harde schuimen of zachte schuimen maken van algenolie. Je kunt op algen gebaseerde, hernieuwbare surfplanken, slippers, polyurethaan atletische schoenen, autostoelen of zelfs banden voor je auto."

Om de haalbaarheid van hun campusgebaseerde innovatie aan te tonen, Triton-zolen, Mayfield en Pomeroy vroegen en kregen afgelopen april een $ 50,- 000 proof-of-concept subsidie ​​van de campus Office of Research Affairs. Het was een van de acht toekenningen die in het eerste jaar van het Accelerating Innovations to Market-programma werden toegekend, geïnitieerd door UC San Diego's Office of Innovation and Commercialization, een onderdeel van het Bureau Onderzoekszaken, en betaald met de hulp van lokale gekozen functionarissen door middel van State Assembly Bill 2664. Het doel van het wetsvoorstel is om meer laboratoriumuitvindingen van de campus naar commerciële ontwikkeling te brengen.

"Een deel van de uitdaging is dat ik normaal gesproken een ontdekking zou doen, een paper publiceren en dat is zo'n beetje het einde, Mayfield legt uit. "Maar de beste uitvinding die je in het lab bewaart, is echt niet waardevol voor de wereld. En de manier waarop je die uitvinding waardevol maakt, is door er een product van te maken."

De twee professoren, samen met Michael Burkart, een professor in de chemie en biochemie, een startend bedrijf opgericht, Algenese materialen, die een aantal studenten in dienst heeft die aan de teenslippers en andere projecten werken en hen de mogelijkheid biedt om te ervaren wat Pomeroy 'projectgebaseerd leren' noemt.

"Scheikunde geven in de klas is soms alsof je voetballes probeert te geven aan het schoolbord, " legt Pomeroy uit. "In het laboratorium, studenten zijn veel meer betrokken wanneer ze daadwerkelijk een probleem proberen op te lossen. De meeste mensen zullen je vertellen dat onze studenten echt, echt helder, maar ze hebben niet altijd praktijkervaring. Dit is een manier om ze dat te bieden."

Als eerste product voor Algenesis, de Triton-flip-flop stelt de drie faculteitsleden en studenten in staat om de chemie en het productieproces voor hun toekomstige schoenzolen te verfijnen, autostoelen en andere producten die traditioneel van aardolie worden gemaakt.

"Aardolie is afkomstig van algen die honderden miljoenen jaren geleden in de oude oceanen leefden, "zegt Mayfield. "Veel mensen weten dat niet. Maar wat dat betekent is dat alles wat we kunnen maken van aardolie, we uiteindelijk kunnen maken van algen."

De Triton-slippers, schoenzolen en andere polyurethaanproducten die de wetenschappers maken van levende algenolie zijn "duurzaam" omdat de koolstof om ze te maken uit de atmosfeer werd gehaald, in plaats van ondergrondse oliereserves. En de wetenschappers proberen ze ook "biologisch afbreekbaar, " door de algenolie chemisch om te zetten in polyurethaan op een manier die ervoor zorgt dat de koolstofbindingen door micro-organismen kunnen worden afgebroken.

"Het idee dat we nastreven is om deze teenslippers zo te maken dat ze op een composthoop kunnen worden gegooid en ze zullen worden opgegeten door micro-organismen. ' zegt Mayfield.

Als een oude surfer ondergedompeld in de oceaanomgeving, Mayfield zegt dat met behulp van de expertise die hij gedurende tientallen jaren heeft ontwikkeld door algen te bestuderen en deze toe te passen om duurzame en milieuvriendelijke surfplanken te ontwikkelen, teenslippers en andere strandproducten waren belangrijk voor hem.

"Als we deze producten duurzaam en biologisch afbreekbaar kunnen maken, we kunnen niet alleen San Diego beïnvloeden, maar elke strandgemeenschap op de hele planeet, "zegt hij. "In San Diego, we hebben deze fantastische surfcultuur, veel van onze docenten en studenten zijn surfers, en ik denk dat we allemaal door die verbinding met de oceaan begrijpen hoe belangrijk het milieu is."

De algensurfplank die twee jaar geleden door studenten en docenten is ontwikkeld, wordt nu gebruikt door een aantal professionele surfers en heeft een nieuwe industrie voortgebracht. En met de hulp van een schoenenfabriek in Leon, Mexico, het huidige plan is om hetzelfde te doen. De eerste stap, echter, zal de productie zijn van een paar duizend paar Triton-slippers als test, die zal worden verstrekt aan alumni van UC San Diego en wordt uitgegeven voor speciale evenementen.

"Het duurt nog even voordat je een van deze teenslippers in de winkel kunt kopen, maar niet te lang, "zegt Mayfield. "Ons plan is dat in het volgende jaar, je kunt naar de winkel gaan en een Algenesis teenslipper kopen die duurzaam is, biologisch afbreekbaar en dat is uitgevonden door studenten van UC San Diego."