2016 metais Pietų Afrika patyrė vieną skaudžiausių sausrų per stebėjimų istoriją: kritulių kiekis smuko, didžioji dalis regionų skelbė stichinę nelaimę, o ūkininkai stebėjo džiūstančius pasėlius. Tuo metu 16-metė Johanesburgo moksleivė Kiara Nirghin ėmė ieškoti sprendimo ne „kaip iškviesti lietų“, o kaip dirvožemyje ilgiau išlaikyti jau turimą drėgmę.
Ji dėmesį sutelkė į superabsorbentus, dar vadinamus hidrogeliais, kurie sugeria didelius vandens kiekius ir vėliau palaipsniui atiduoda juos augalams. Tokie polimerai plačiai naudojami žemės ūkyje, tačiau dažnai gaminami akrilo pagrindu, nėra lengvai suyrantys ir gali būti brangūs, ypač jei reikalingi dideli kiekiai.
Kaip veikia idėja iš apelsinų žievių?
Nirghin iškėlė hipotezę, kad panašų vandens sugeriantį polimerą galima sukurti iš maisto atliekų, kuriose gausu polisacharidų. Pagrindine žaliava ji pasirinko apelsinų žieves, kuriose yra pektino, o papildomu komponentu tapo avokadų žievės.
Eksperimentų metu moksleivė apelsinų žieves virė, kad išgautų pektinu turtingą skystį, tuomet jį maišė su susmulkintomis ir išdžiovintomis žievėmis bei avokado likučiais. Mišinį ji paliko saulėje, kur šiluma ir ultravioletiniai spinduliai padėjo susiformuoti struktūrai, galinčiai sugerti ir sulaikyti vandenį.
Pagal projekto aprašymuose minimus bandymus, jos sukurtas biopolimeras sugėrė apie 76,1 proc. skysčio, kai pramoninis akrilinis analogas sugėrė apie 74,7 proc. Taip pat teigta, kad medžiaga gali sulaikyti maždaug 300 kartų didesnį vandens kiekį nei jos pačios svoris, tačiau tokie skaičiai priklauso nuo bandymo sąlygų ir metodikos.
Kaina, tvarumas ir praktinės ribos
Vienas svarbiausių projekto argumentų buvo kaina: skaičiuota, kad tokios medžiagos gamyba galėtų kainuoti maždaug 30–60 eurų už toną, kai kai kurių pramoninių sprendimų kaina gali siekti apie 1 800–2 700 eurų už toną. Be to, maisto atliekų pagrindu sukurtas produktas būtų biologiškai suyrantis, o tai mažintų ilgalaikę taršos riziką dirvožemyje.
Vis dėlto pati idėja neturėtų būti vertinama kaip paruošta masinei rinkai technologija. Projekto rezultatai buvo gauti mokyklinių eksperimentų aplinkoje, todėl prieš realų pritaikymą reikėtų nepriklausomų laboratorinių patikrų, standartizuotų bandymų bei lauko tyrimų skirtinguose dirvožemiuose ir klimato sąlygose.
Projektas, pavadintas No More Thirsty Crops, 2016 metais pelnė „Google“ mokslo mugės apdovanojimą už socialinį poveikį Artimųjų Rytų ir Afrikos regionui, o vėliau ir pagrindinį prizą. Jo esmė paprasta: panaudoti tai, kas paprastai išmetama, ir paversti medžiaga, galinčia padėti augalams išgyventi sausrų metu.
Pastaraisiais metais sausros ir karščio bangos vis dažniau siejamos su klimato kaitos poveikiu, todėl auga susidomėjimas sprendimais, kurie mažina vandens sąnaudas ir gerina dirvožemio drėgmės išlaikymą. Tokios iniciatyvos kaip Nirghin darbas rodo kryptį, kurioje susitinka tvarumas, žiedinė ekonomika ir praktiniai žemės ūkio poreikiai.