Dự án này do Michael Rivera, trợ lý giáo sư tại Viện ATLAS và Khoa Khoa học Máy tính, dẫn đầu. Ông cùng nhóm nghiên cứu của mình đã phát triển một phương pháp in 3D sử dụng bã cà phê, nước và một vài thành phần bền vững khác để tạo ra nhiều loại sản phẩm như đồ trang sức, chậu cây và ly espresso. Kỹ thuật này đơn giản đến mức có thể áp dụng trên hầu hết các máy in 3D giá rẻ hiện có.
Nhóm nghiên cứu đã trình bày những phát hiện của họ tại hội nghị Designing Interactive Systems của Hiệp hội Máy tính. Đối với Rivera, dự án này nằm trong sứ mệnh của ông nhằm biến công nghệ in 3D trở nên bền vững hơn, giúp nghệ sĩ, nhà thiết kế và kỹ sư có thể nhanh chóng tạo ra các mẫu vật hữu ích mà không làm tăng thêm lượng rác thải.
Dự án của Rivera bắt đầu từ một quán cà phê ở Pittsburgh, nơi ông từng là sinh viên cao học. Khi COVID-19 xảy ra, quán cà phê không thể chuyển giao bã cà phê cho đơn vị thu gom. Rác thải bắt đầu chất đống và chủ quán đã nói với Rivera rằng ông không biết phải làm gì với chúng. Và Rivera nảy ra ý tưởng tận dụng bã cà phê.
Hiện nay, hầu hết các máy in 3D đều sử dụng nhựa nhiệt dẻo, phổ biến nhất là axit polylactic (PLA), vật liệu lý thuyết có thể phân hủy nhưng rất ít cơ sở compost chấp nhận. Rivera cho biết: “Nếu thải ra bãi rác, PLA sẽ mất đến 1.000 năm để phân hủy.”
Ông nhận ra rằng có thể giải quyết đồng thời nhiều vấn đề: giảm thiểu rác thải nhựa, tìm ra cách sử dụng bã cà phê và thưởng thức những ly cà phê ấm nóng. Phương pháp của nhóm nghiên cứu khá đơn giản.
Họ trộn bã cà phê khô với hai loại bột khác là cellulose gum và xanthan gum, những phụ gia thông dụng trong thực phẩm và dễ phân hủy. Sau đó, thêm nước vào hỗn hợp, sao cho đạt độ sệt tương tự như bơ đậu phộng.
Tuy nhiên, hỗn hợp này không thể nạp trực tiếp vào máy in 3D. Rivera phải thực hiện một số điều chỉnh nhỏ bằng cách sử dụng ống nhựa và một ống tiêm chứa bã cà phê. Các sản phẩm tạo ra rất bền, với độ cứng tương đương như bê tông không cốt thép.
Rivera còn thấy nhiều tiềm năng trong việc biến bã cà phê thành các sản phẩm hữu ích. Ông đã tạo ra các chậu nhỏ từ bã cà phê để trồng cây giống cho những loại cây ưa axit như cà chua. Khi cây lớn lên, bạn có thể trồng cả chậu vào đất. Nhóm nghiên cứu cũng có thể thêm than hoạt tính vào bã để tạo ra các phần tử dẫn điện cho thiết bị điện tử bền vững.
Mặc dù việc in 3D với bã cà phê có thể không trở nên phổ biến, nhưng Rivera coi đây là bước đầu tiên trong việc khám phá các loại vật liệu bền vững khác có thể thay thế nhựa trong tương lai.
