Forscher sind Vorreiter bei der alternativen Verwendung von Zuckerrohrabfällen

Allerhanf - Tom Lutz und Erich Hambach bei SteinZeit (Juli 2019).

Anonim

Von Großbritannien bis Mexiko denken die Länder über Zuckersteuern nach, um den Konsum zu reduzieren und die globale Adipositas-Epidemie einzudämmen. Im Jahr 2014 waren etwa 600 Millionen Menschen, etwa doppelt so viele wie in den USA, übergewichtig. Die Weltgesundheitsorganisation hat Anfang dieses Jahres auf das Problem aufmerksam gemacht und auf einen hohen Zuckerkonsum hingewiesen, insbesondere durch zuckergesüßte Getränke.

Gleichzeitig warnen Zuckerindustrieverbände und Zuckerrohrerzeuger vor massiven Arbeitsplatzverlusten, wenn Länder ihre Bürger davon abhalten Zucker zu verzehren. In Südafrika beispielsweise warnt die Industrie davor, dass durch eine "moted sugar tax" mindestens 60.000 Arbeitsplätze abgebaut werden.

Indische Forscher haben nun in einer Studie, die in Applied Surface Science veröffentlicht wurde, eine neue Verwendung für Zuckerrohrpulpe als Quelle hoch fluoreszierender Kohlenstoff-Quantenpunkte gefunden. Diese alternative Verwendung von Zuckerrohrabfällen oder Bagasse könnte nicht nur die Menge an landwirtschaftlichen Abfällen, die die Umwelt verschmutzen, verringern, sondern auch Landwirten eine neue Einkommensquelle bieten.

"In unserer Studie entwickelten wir eine einfache, kostengünstige und effiziente Methode für die grüne Synthese von fluoreszierenden Kohlenstoff-Quantenpunkten aus Zuckerrohr-Bagasse", sagt Dr. Ravi Shankaran Dhesingh, Co-Autor des Papiers und Associate Professor am National Center for Nanowissenschaften und Nanotechnologie an der Universität von Madras, Chennai, Indien.

Diese Punkte sind winzige Kohlenstoffnanopartikel, die etwa vier Nanometer groß sind. Für eine Idee des Maßstabs würden 110 Milliarden dieser Punkte, mehr als die Anzahl der Sterne in der Milchstraße, auf den Kopf einer Nadel passen.

Da sie Licht emittieren und nicht toxisch sind, können Kohlenstoff-Quantenpunkte als Biosensoren, in Leuchtdioden und sogar zur Abgabe von Medikamenten um den menschlichen Körper dienen. Zum Beispiel haben Forscher Flüssigkeiten, die Kohlenstoff-Quantenpunkte enthalten, in einen lebenden Körper injiziert, um sie von innen abzubilden.

Diese Forschung zeigt eine neue Methode zur Herstellung dieser vielseitigen Nanopartikel. Zunächst schnitt das indische Team die Zuckerrohr-Bagasse in kleine Stücke und trocknete sie sechs Tage in der Sonne. Nachdem sie die trockene Bagasse verbrannt hatten, oxidierten sie sie chemisch und schälten sie ab.

Während dieser Ansatz eine nützliche Substanz produziert, entfernt er auch landwirtschaftliche Abfälle aus der Umwelt. Mehr als 90 Länder produzieren Zuckerrohr und damit auch Zuckerrohrabfälle. "Riesige Mengen landwirtschaftlicher Rückstände - Reisschalen, Zuckerrohr-Bagasse und Kokosnussschalen - werden jährlich auf der ganzen Welt produziert, und diese sind weitestgehend nicht ausgelastet", sagte Dr. Shankaran.

Um Zucker herzustellen, zerkleinern Maschinen die Zuckerrohrhalme, um den zuckerhaltigen Saft in ihnen zu befreien. Dieser Saft wird, wenn er getrocknet und kristallisiert wird, der Zucker, den Sie in Ihren Kaffee geben. Aber alle drei Tonnen Zuckerrohr, die in einer Fabrik zur Zuckerherstellung zerkleinert werden, werden etwa eine Tonne Bagasse liefern.

Es gab viele Versuche, Zuckerrohrbagasse zu verwenden, aber es ist ein schwieriges Material, mit dem man arbeiten kann. Es ist ungeeignet für die Papierherstellung, da es sehr strähnig ist. Es wird oft als Biokraftstoff verwendet, aber etwa die Hälfte der Bagasse ist dafür unbrauchbar, weil es zu nass ist. "Die Umwandlung von festen Abfällen - ob in der Landwirtschaft, in der Nahrung, im Haushalt oder in der Industrie - ist ein wichtiges Forschungsgebiet", erklärte Dr. Shankaran. "Nanotechnologie ist der neueste Bereich, der die Möglichkeit bietet, aus solchen Abfällen neuartige Materialien für Hochleistungsanwendungen zu schaffen."

Angesichts der sinkenden Margen der Zuckerrohrproduzenten könnten Nanomaterialien sowohl für die Umwelt als auch für die Industrie eine Lösung bieten. "Die Umwandlung von festen Abfällen in funktionelle Nanomaterialien bietet einen neuen Weg in der Abfallwirtschaft sowie in der Herstellung neuartiger Materialien", fügte Dr. Shankaran hinzu.

Wichtig ist, dass diese Zuckerrohr-Kohlenstoff-Quantenpunkte genauso gut sind wie jene, die mit anderen Methoden hergestellt werden. Die Studie zeigt, dass sie genauso fluoreszierend und biokompatibel sind wie andere Kohlenstoff-Quantenpunkte.

Während Zucker überall auf der Welt in Ungnade fällt, werden Zuckerrohrrückstände zu einem nützlichen Gut. "Dieser landwirtschaftliche Abfall ist eine erneuerbare und nachhaltige Ressource, die die Arbeit zu einem vielversprechenden Beispiel für das Konzept von Abfall zu Wohlstand macht", schloss Dr. Shankaran.

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