2021 Buat Kontes Desain Masa Depan:Pemenang Kategori Teknologi Berkelanjutan/Energi Masa Depan — Pelapis Buah Bionanocomposite Multifungsi
PELAPIS BUAH BIONANOKOMPOSIT MULTIFUNGSI
Sylvia Jung, Nancy Cui, Neethu Pottackal, Pulickel M. Ajayan, dan Muhammad M. Rahman Rice University Houston, TX
Pemenang HP Workstation
Kelaparan dan kekurangan gizi kronis berdampak pada lebih dari 800 juta orang di dunia sementara sepertiga dari makanan yang diproduksi di seluruh dunia terbuang sia-sia. Ini terutama terlihat dengan produk segar, di mana hampir 40 hingga 50% tanaman yang ditanam terbuang sia-sia. Mengurangi limbah ini memiliki potensi luar biasa karena penurunan 15% saja dapat berarti memberi makan 25 juta orang lebih banyak.
Di antara teknologi komersial, metode paling umum untuk mengawetkan produk yang mudah rusak adalah waxing — menerapkan lapisan buatan dengan pengawet berbasis asam lemak. Tetapi kurangnya kemampuan untuk dicuci dan adanya senyawa yang berpotensi beracun menimbulkan risiko efek buruk pada kesehatan manusia dan lingkungan.
Solusi yang dijelaskan di sini adalah lapisan nanokomposit konformal multifungsi, berbasis protein dari biomaterial yang murah atau limbah yang tersedia. Pelapis ini menawarkan kombinasi sifat yang memenuhi berbagai persyaratan pengawetan seperti fleksibilitas bahan, dapat dimakan, dapat dicuci, efektif, dapat terurai secara hayati, dan penampilan.
Lapisan ini terutama terdiri dari protein poli (albumen) yang berasal dari putih telur dan nanokristal selulosa dari pulp kayu, bersama dengan berbagai pengubah biokompatibel lainnya. Sintesisnya dimulai dengan kombinasi protein putih telur, kuning telur, dan gliserol yang membentuk lapisan yang kuat dan dapat dimakan. Menambahkan kurkumin meningkatkan sifat antimikroba dan antioksidan yang mengurangi pertumbuhan mikroba dan memungkinkan pertukaran gas yang optimal di lingkungan mikro, mengurangi oksigen dan meningkatkan karbon dioksida untuk menjaga kesegaran. Nanocrystals selulosa semakin mengurangi penyerapan air dan gas.
Studi pengawetan mengungkapkan bahwa setelah 8-11 hari pasca pembelian, semua buah yang tidak dilapisi menunjukkan pencoklatan enzimatik dan pembusukan sementara sampel yang dilapisi mempertahankan penampilan dan kekencangannya selama lebih dari seminggu. Studi in-vitro mengkonfirmasi kelayakan lapisan tersebut. Berbeda dengan pelapis lilin, pelapis ini mudah dicuci dan memberikan tampilan visual yang mengkilap. Kemudahan pemrosesannya menghasilkan potensi tinggi untuk produksi massal berbiaya rendah.
Penemuan ini dapat menangkap potensi pasar kemasan yang dapat dimakan, yang diperkirakan mencapai $679 juta pada tahun 2025. Penemuan ini berpotensi mengurangi biaya premium 17 hingga 65% untuk produk organik dan memberikan alternatif yang terjangkau bagi konsumen yang sadar kesehatan.
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
Baca T&J Eksklusif Web Ringkasan Teknologi dengan peneliti utama tim.
HONORABLE MENTION
Transistor Termionik
John Read dan Daniel Sweeney, Space Charge, San Diego, CA
Konversi energi termal-ke-listrik langsung memiliki potensi untuk menggantikan mesin pembakaran internal dan turbin di hampir semua aplikasi listrik. Transistor Termionik menggunakan gaya elektromagnetik untuk membuat perangkat elektrodinamika yang dapat mengambil hampir semua faktor bentuk, di hampir semua lingkungan.
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
Optimasi Aerodinamis Turbin Angin
John Maris, Marinvent Corp., Quebec, Kanada
Enhanced Airfoil Performance Monitor secara langsung memonitor tegangan airfoil lokal pada setiap bilah turbin angin dan mentransmisikan kondisi secara nirkabel dan real time ke stasiun kontrol turbin. Alat ini mendeteksi gangguan aliran udara terkecil dan memicu alarm saat ambang batas terlampaui.
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
Daur Ulang Elektroda Lithium-Ion
Donna Baek, Tedd Lister, dan Luis Diaz Aldana, Laboratorium Nasional Idaho, Air Terjun Idaho, ID
Proses ini melepaskan kobalt dan konstituen berharga lainnya dari elektroda baterai lithium-ion pada suhu kamar dengan waktu reaksi yang singkat. Ini menggunakan bahan yang murah, dapat dengan mudah diskalakan, dan menggunakan bahan kimia yang lebih sedikit.
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
Menciptakan Hari Esok yang Lebih Baik dengan Menggunakan Batubara
PD Madden, Eco Energy International, Tustin, CA
Teknologi ini mengubah bahan berbasis karbon langsung menjadi hidrogen murni. Peralatannya bersifat modular, memungkinkannya ditempatkan di dekat pengguna akhir. Proses ini mengurangi gas rumah kaca yang biasanya dikeluarkan dari tempat pembuangan sampah dan pembakaran batu bara tanpa merusak lingkungan.
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
Lihat pemenang tahun ini lainnya:
- PEMENANG GRAND PRIZE
- AEROSPACE &PERTAHANAN
- OTOMOTIF/TRANSPORTASI
- DESAIN PRODUK KONSUMEN
- ELEKTRONIK/SENSOR/IOT
- MANUFAKTUR/ROBOTIK/OTOMATISASI
- MEDIS
