021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

برنامه یک مخترع جوان برای بازیافت استایروفوم (یونولیت)

Ashton Cofer

A plan to recycle the unrecyclable

From packing peanuts to disposable coffee cups, each year the US alone produces some two billion pounds of Styrofoam -- none of which can be recycled. Frustrated by this waste of resources and landfill space, Ashton Cofer and his science fair teammates developed a heating treatment to break down used Styrofoam into something useful. Learn more out their original design.


تگ های مرتبط :

Climate Change, Chemistry, Collaboration
يك روز یکشنبه عادی بود. پدرم بیرون داشت چمنها را میزد، مادرم طبقه بالا داشت لباسها را تا می‌زد، خواهرم در اتاقش داشت تکالیفش را انجام می‌داد و من تو زیرزمین داشتم بازی ویدئویی می‌کردم. وقتی رفتم طبقه بالا تا نوشیدنی بخورم، یه نگاهی به پنجره انداختم. و فهمیدم کاری بوده که من باید انجام می‌دادم ، و این چیزی بود که دیدم. نه ، این شام ما نبود که روی آتش بود. پروژه علمی من بود. شعله‌ها درحال زبانه کشیدن بودند، دود در هوا پرشده بود و انگار تراس چوبی ما آتش گرفته بود.
من بی‌درنگ شروع به فریاد زدن کردم. مادرم ترسیده بود، پدرم این ور و اونور می دوید که آتیش رو خاموش کنه والبته خواهرم شروع کرد به ضبط فیلم با Snapchat. (خنده حضار) این فقط شروع پروژه علمی تیمی من بود. تیم من متشکل از من و سه دانش اموز دیگر است که امروز در بین حضار هستن. ما در لیگ FIRST LEGO رقابت کردیم. که یک مسابقه رباتیک با LEGO برای کودکان است. علاوه بر یک بازی رباتیک، ما همچنین روی پروژه‌های علمی جداگانه‌ای کار می‌کردیم. و این پروژه‌ای بود که ما روش کار می‌کردیم. خب ایده‌ای که کل این پروژه با آن شروع شد
چند ماه قبلتر بود، دوتا از هم تیمی‌هام به مسافرتی در آمریکای مرکزی رفته بودن و سواحل اونجا رو پر از اشغال از یونولیت دیدند، یا همان پلی استایرن انبساطی. و وقتی برگشتند و درباره‌اش با ما صحبت کردند ما واقعاً به این فکرکردیم که همه روزه به روشهای مختلف یونولیت می‌بینیم. گرفتن یه تلوزیون صفحه‌تخت نو؟ شما در نهایت بلوکهای یونولیت که بزرگتر از خود تلوزیون است را دور می‌ریزید. نوشیدن یه لیوان قهوه؟ خب، این لیوانهای یونولیتی قهوه یقیناً کم کم جمع می‌شوند. تمام این چیزها بعدازیکبار استفاده کجا می‌روند؟ از آنجا که هیچ راه حلی برای استفاده از یونولیت ندارد،
تقریبا تمام آنها در محل های دفع زباله یا به اقیانوس‌ها و سواحل دور ریخته می‌شوند، در طول بیش از ۵۰۰ سال در حقیقت، هر ساله، آمریکا به تنهایی بیش از ۹۰۷ میلیون تن یونولیت تولید می‌کند. که در حال پرکردن ۲۵ درصد محل های دفع زباله است. چرا ما این همه انباشت یونولیت دورریخته شده داریم؟ چرامثل خیلی پلاستیکهای دیگر نمی‌تونیم آن را بازیافت کنیم؟ خب، خیلی ساده، یونولیت بازیافتی خیلی گران و عملاً آلوده است، پس تقاضای بسیار کمی در بازار برای یونولیتی که بازیافت شده، وجود دارد. و درنتیجه یونولیت ماده‌ای تجدید‌ناپذیر محسوب می‌شود،
چون بازیافت یونولیت ازنظر اقتصادی نه امکان پذیر است و نه با دوام و در حقیقت ، خیلی شهرها در سراسر آمریکا قوانینی را تصویب کرده‌اند که خیلی ساده، تولید محصولات حاوی پلی استایرن را ممنوع می‌کند، که شامل ظروف یکبار مصرف، مواد بسته‌بندی بادام زمینی، ظروف نگهدارنده خوراک و حتی اسباب بازیهای پلاستیکی که در ساحل بچه‌ها بازی می‌کنند، همه محصولاتی که در جامع امروز ما خیلی مفیدند. و الان فرانسه اولین کشور برای ممنوعیت کامل ظروف پلاستیکی، فنجان و بشقاب شده است. اما چطور می‌شود اگربتوانیم به استفاده از یونولیت ادامه بدهیم و بتوانیم باز از ارزانی ، وزن کم، خاصیت عایق کننده
و قابلیت بسته‌بندی عالی آن استفاده کنیم. وقتی که تحت تاثیر پیامد‌های استفاده نکردن از آن قرار خواهیم گرفت. چه می‌شد اگر آن را به چیزی دیگر که واقعاً مفید است تبدیل کنیم؟ چه می‌شد اگر می‌توانستیم غیر ممکن را ممکن کنیم؟ تیم من فرض کرد که ما می‌توانیم از کربنی که در استایروفم قرار دارد در تولید کربن فعال استفاده کنیم، که تقریباً در هر فیلتر آبی استفاده می‌شود. و کربن فعال شده با استفاده از خلل و فرج‌های بسیار ریز آلاینده‌ها را از آب یا حتی هوا فیلترمی‌کند. بنابراین ما شروع به انجام یک سری آزمایشهای مختلف حرارتی کردیم، و متاسفانه شکستهای بسیاری داشتیم.
و هیچ کدام عمل نکرد. علاوه بر آن کبابپز پدرم در آتش سوخت، بیشتر نمونه‌های ما بخار شد و از بین رفت، یا داخل کورههای گران قیمت منفجر شد، یک ظرف غذای چسبناک باقی ماند. در حقیقت ما خیلی از شکستهایمانغمگین بودیم و تقریباً منصرف شده بودیم. خب چرا به تلاشمان ادامه دادیم وقتی که همه بزرگترا می‌گفتند غیرممکن است ؟ شاید به این بخاطر که بچه‌ایم. چیزی بهتر از این را بلد نیستیم. اما حقیقت این است که تلاشمان را ادامه دادیم چون فکرمی‌کردیم هنوز ممکن است. ما می‌دانستیم که اگر موفق شویم ، به محیط زیست کمک خواهیم کرد و دنیا را به یک جای بهتر تبدیل خواهیم کرد.
پس ما به تلاش ادامه دادیم و شکست خوردیم. و تلاش کردیم و شکست خوردیم، داشتیم منصرف می‌شدیم که این اتفاق افتاد. با دما، زمان و مواد شیمیایی درست، نهایتاً به نتیجه موفقیت ‌آمیز أزمایشی رسیدیم که نشان می‌داد کربن فعال را از یونولیت دورریخته شده ساخته بودیم. و در آن لحظه، غیرممکن بطور ناگهانی ممکن شد. این به ما نشون می‌دهد که اگرچه در شروع شکستهای بسیاری داشتیم توانستیم باوجود آنها مقاومت کنیم تا به نتیجه‌ای که می خواستیم دست پیدا کنیم. و علاوه براین نه فقط توانستیم کربن فعال بسازیم
برای تصفیه آب، بلکه توانستیم یونولیت دورریخته شده را کاهش دهیم. حل کردن دو مشکل جهانی فقط با یک راه حل. بنابراین از آن پس ما تشویق شدیم که پروژه‌مان را بیشتر ادامه دهیم، انجام تست‌های بیشتر برای ایجاد اثربخشی بیشتر و آزمایش کردن آن در شرایط دنیای واقعی. ما برای دریافت منابع مالی اقدام کردیم. از انجمن eCYBERMISSION STEM مربوط به NSTA در یک برنامه فعال که توسط ارتش آمریکا حمایت می‌شد. همچنین در کنفرانس FIRST Global Innovation Awards توسط سازمان XPRIZE حمایت شد. همچنین ما مفتخر به برد جایزه Scientific American Innovator Award
از بخش Google Science Fair شدیم. وب ا استفاده از این منابع مالی، برای ثبت فرآیند اختراع خود و ادامه دادن کار بر پروژه برنامه‌ریزی کردیم. بله‌، اگرچه ما با سوزاندن کباب‌پز پدرم شروع کردیم، و چندین بار شکست خوردیم تقریباً داشتیم منصرف می‌شدیم، اما الان وقتی دوباره به آن نگاه می‌کنیم، می‌بینیم که ارزشش را داشت. ما به مشکلی برخوردیم که خیلی افراد گفتند که غیر‌ممکن است و ما از آن ممکن ساختیم، و وقتی طچظاهرا هیچ کدام از کارها درست پیش نمی‌رفت پافشاری کردیم. آموختیم که موفق ممکن نیست مگر با اندکی شکست، یا با شکست خوردن‌های بسیار.
پس در آینده نترسید اگر کباب‌پزتان در آتش بسوزد، چون هرگز نمیدانید چه موقع ایده‌تان جرقه خواهد خورد. متشکرم. (تشویق حضار)
It was just an ordinary Saturday. My dad was outside mowing the lawn, my mom was upstairs folding laundry, my sister was in her room doing homework and I was in the basement playing video games. And as I came upstairs to get something to drink, I looked out the window and realized that there was something that I was supposed to be doing, and this is what I saw. No, this wasn't my family's dinner on fire. This was my science project. Flames were pouring out, smoke was in the air
and it looked like our wooden deck was about to catch fire. I immediately started yelling. My mom was freaking out, my dad ran around to put out the fire and of course my sister started recording a Snapchat video. (Laughter) This was just the beginning of my team's science project. My team is composed of me and three other students who are here in the audience today. We competed in FIRST LEGO League which is an international LEGO robotics competition for kids, and in addition to a robotics game, we also worked on a separate science project,
and this was the project that we were working on. So the idea for this project all started when a few months earlier, a couple of my teammates took a trip to Central America and saw beaches littered with Styrofoam, or expanded polystyrene foam. And when they came back and told us about it, we really started thinking about the ways in which we see Styrofoam every day. Get a new flat-screen TV? You end up with a block of Styrofoam bigger than the TV itself. Drink a cup of coffee? Well, those Styrofoam coffee cups are sure going to add up.
And where do all these items go after their one-time use? Since there aren't any good existing solutions for used Styrofoam, almost all of them end up right in the landfill, or the oceans and beaches, taking over 500 years to degrade. And in fact, every year, the US alone produces over two billion pounds of Styrofoam, filling up a staggering 25 percent of landfills. So why do we have these ghost accumulations of Styrofoam waste? Why can't we just recycle them like many plastics? Well, simply put, recycled polystyrene is too expensive and potentially contaminated,
so there is very little market demand for Styrofoam that has to be recycled. And as a result, Styrofoam is considered a nonrenewable material, because it is neither feasible nor viable to recycle polystyrene. And in fact, many cities across the US have even passed ordinances that simply ban the production of many products containing polystyrene, which includes disposable utensils, packing peanuts, takeout containers and even plastic beach toys, all products that are very useful in today's society. And now France has become the first country to completely ban all plastic utensils,
cups and plates. But what if we could keep using Styrofoam and keep benefiting from its cheap, lightweight, insulating and excellent packing ability, while not having to suffer from the repercussions of having to dispose of it? What if we could turn it into something else that's actually useful? What if we could make the impossible possible? My team hypothesized that we could use the carbon that's already in Styrofoam to create activated carbon, which is used in almost every water filter today. And activated carbon works by using very small micropores
to filter out contaminants from water or even air. So we started out by doing a variety of heating tests, and unfortunately, we had many failures. Literally, nothing worked. Besides my dad's grill catching on fire, most of our samples vaporized into nothing, or exploded inside expensive furnaces, leaving a horribly sticky mess. In fact, we were so saddened by our failures that we almost gave up. So why did we keep trying when all the adults said it was impossible? Well, maybe it's because we're kids. We don't know any better.
But the truth is, we kept trying because we thought it was still possible. We knew that if we were successful, we would be helping the environment and making the world a better place. So we kept trying and failing and trying and failing. We were so ready to give up. But then it happened. With the right temperatures, times and chemicals, we finally got that successful test result showing us that we had created activated carbon from Styrofoam waste. And at that moment, the thing that had been impossible
all of a sudden wasn't. It showed us that although we had many failures at the beginning, we were able to persevere through them to get the test results that we wanted. And moreover, not only were we able to create activated carbon for purifying water, but we were also able to reduce Styrofoam waste, solving two global problems with just one solution. So from then on, we were inspired to take our project further, performing more tests to make it more effective and testing it in real world situations. We then proceeded to receive funding from the NSTA's eCYBERMISSION STEM-in-Action program
sponsored by the US Army, as well as FIRST Global Innovation Awards sponsored by XPRIZE. And we were also honored with the Scientific American Innovator Award from Google Science Fair. And using these funds, we plan to file a full patent on our process and to continue to work on our project. So yes, although we started with catching my dad's grill on fire and failing so many times that we almost quit, it was well worth it when we look back at it now. We took a problem that many people said was impossible and we made it possible,
and we persevered when it looked like nothing that we did would work. We learned that you can't have success without a little, or a lot, of failure. So in the future, don't be afraid if your grill goes up in flames, because you never know when your idea might just catch fire. Thank you. (Applause)