Это 12

Nov 09, 2023

Видя, как пластик год за годом загрязняет ее любимые пляжи, Мэдисон Чекеттс решила, что пришло время что-то с этим делать.

Жаклин Жермен

Сотрудник

Сколько себя помнит, Мэдисон Чекеттс любила пляж. Тем не менее, посещая участки побережья вокруг Эскондидо, штат Калифорния, во время ежегодных семейных каникул, она не могла не заметить множество пластиковых бутылок с водой, загромождающих песок и океан.

«Пляж — одно из моих любимых мест, и, увидев, что он весь завален пластиковыми бутылками с водой, я просто почувствовал, что это нужно изменить», — говорит Чекеттс.

Узнав больше о загрязнении пластиком и способах его сокращения, она разработала то, что она называет Эко-героем. Желатиновая бутылка с водой на самом деле съедобна.

Сейчас 12-летняя ученица из Игл-Маунтин, штат Юта, начала работать над проектом в октябре 2021 года в рамках научной ярмарки в своей начальной школе. После того, как ее выбрали в качестве одной из учениц своей школы для участия в школьной ярмарке науки, она заняла первое место на государственной ярмарке науки, прежде чем перейти к участию в национальном конкурсе. В сентябре Чекеттс был назван одним из 30 финалистов конкурса Broadcom Masters Competition 2022 года, главного конкурса страны в области науки, технологий, инженерии и математики (STEM) для учащихся средних школ. Там ее окружали другие молодые изобретатели, которые разработали такие проекты, как роботизированная рука с дистанционным управлением, которую можно было бы использовать в ситуациях стихийных бедствий, и приветственный коврик с ножным управлением, который может беспроводным способом открывать дверь, чтобы помочь людям с артритом и другими заболеваниями рук.

В своем раннем исследовании, когда Чекеттс спросила себя, что она могла бы сделать, чтобы сделать мир лучше, она сразу же задумалась о сокращении загрязнения пластиком. Пластиковые изделия, такие как бутылки с водой, предназначены для одноразового использования и подлежат выбрасыванию после использования. Американцы ежегодно потребляют более 30 миллиардов пластиковых бутылок из-под воды, причем подавляющее большинство из них не перерабатывается. После выбрасывания пластиковые бутылки с водой часто попадают в океан, где циркулирует более 5,25 триллионов пластиковых отходов.

Пластиковое загрязнение опустошает морскую среду и представляет особую угрозу для морской дикой природы. Такие животные, как черепахи — любимцы Чекеттса, — могут принять пластиковые отходы за добычу и проглотить их, что может заблокировать их желудок, вызвать у них заболевание и вызвать другие внутренние повреждения. В зависимости от условий окружающей среды и химических свойств пластик также может вымывать токсичные химикаты и загрязняющие вещества в океан.

Чекеттс наткнулась на веб-сайт, посвященный обратной сферификации — методу заключения жидкости в гелевую мембрану — и задалась вопросом, сможет ли она сделать съедобную бутылку для воды, используя этот процесс. Обратная сферификация была популяризирована командой шеф-поваров, креативщиков и исследователей из испанского ресторана El Bulli в 2005 году. Этот процесс основан на другой кулинарной технике, впервые изобретенной в 1940-х годах, под названием сферификация, которая использовалась для создания кулинарных изысков, таких как «лопающаяся боба» в пузырьковом чае. напитки, в которых жидкость превращается в полутвердую сферу. По сравнению с базовой сферификацией, обратная сферификация позволяет жидкости, заключенной в мембране, оставаться жидкостью дольше. Сама сфера тоже может быть больше.

Подход Чекеттса был основан на дальнейших интернет-исследованиях методов обратной сферификации. Она полагалась на химическую реакцию между двумя распространенными пищевыми добавками — солью, называемой лактатом кальция, и природным полимером, содержащимся в бурых водорослях, под названием альгинат натрия. При смешивании химические вещества образуют поперечную связь, в результате чего образуется гелевая мембрана, удерживающая жидкость.

После некоторых проб и ошибок Чекеттс создала свой окончательный прототип, смешав в блендере лактат кальция, ксантановую камедь (еще одну распространенную пищевую добавку и загуститель), лимонный сок и воду. Она заморозила раствор лактата кальция в прямоугольной форме, а затем поместила замороженный прямоугольник в раствор альгината натрия, вращая его до тех пор, пока не начала формироваться мембрана. Когда мембрана была полностью сформирована, примерно через семь минут, Чекеттс извлек мембрану овальной формы из раствора альгината натрия и поместил ее в ванну с дистиллированной водой, чтобы остановить дальнейшее формирование мембраны. Когда она оставила съедобную бутылку с водой в холодильнике, погруженную в смесь лимонного сока и воды, это продлилось около трех недель, прежде чем мембрана лопнула.