Plastik roślinny – mocny jak PET i rozkłada się na cukry!

Nowy bioplastik może być alternatywą dla PET, a do tego bardzo łatwo będzie można go poddać recyklingowi, rozkładając na cukry!

Liść wydrukowany w 3D z nowego bioplastiku pochodzenia roślinnego
Liść wydrukowany w 3D z nowego bioplastiku pochodzenia roślinnego | fot. Alain Herzog (EPFL)

Tworzywa sztuczne to wytrzymałe i wszechstronne materiały, które są świetne w użytkowaniu, ale nie są tak dobre, gdy trafiają do środowiska naturalnego. Naukowcy z EPFL opracowali teraz nowy plastik podobny do PET, pochodzący z odpadów roślinnych, który można poddać recyklingowi chemicznemu lub rozłożyć go na nieszkodliwe cukry w środowisku.

Nowy materiał uzyskuje swoją wytrzymałość porównywalną do plastiku dzięki ligninie – biopolimerowi, który tworzy twardą ścianę komórek roślinnych. W ramach wcześniejszych prac zespół EPFL opracował metodę gotowania niejadalnego materiału roślinnego, takiego jak drewno i kora, w niedrogich chemikaliach, które ekstrahują ligninę i utrzymują jej stabilność w celu wytworzenia plastikowego materiału prekursorowego. W nowym badaniu naukowcy wykorzystali inną, ale pokrewną substancję chemiczną, aby stworzyć bardziej wszechstronny bioplastik.

„Używając innego aldehydu – kwasu glioksalowego zamiast formaldehydu – moglibyśmy po prostu przypiąć „lepkie” grupy po obu stronach cząsteczek cukru, co następnie pozwala im działać jak plastikowe cegiełki” – powiedział Lorenz Manker, pierwszy autor badania . „Dzięki tej prostej technice jesteśmy w stanie przekształcić do 25 procent masy odpadów rolniczych lub 95 procent oczyszczonego cukru w ​​plastik”.

Powstały bioplastik wykazał wiele pożądanych właściwości konwencjonalnych tworzyw sztucznych. Wytrzymuje temperatury do 100 °C (212 °F), ma wytrzymałość na rozciąganie do 77 MPa, sztywność do 2500 MPa i tworzy silne bariery dla tlenu i pary wodnej. Jest też wszechstronny, a zespół demonstruje, że można go wykorzystać do produkcji folii opakowaniowej, włókien do drukowania 3D lub włókien, które można przerabiać na tekstylia.

Przyjazność materiału dla środowiska nie ogranicza się do jego stworzenia – jego utylizacja jest również ekologiczna. Można go poddać recyklingowi chemicznemu przy użyciu procesu obecnie stosowanego do recyklingu tworzyw sztucznych PET, a jeśli trafi do środowiska, ulegnie degradacji do składowych cukrów roślinnych, a nie mikrodrobin plastiku.

Obecnie opracowywanych jest wiele roślinnych bioplastików, a duże korporacje, takie jak LEGO i Coca-Cola, już testują je w swoich wszechobecnych produktach. Nadal jednak istnieją przeszkody do pokonania, zanim te produkty będą mogły zostać wprowadzone na skalę masową, ale w tym przypadku zespół twierdzi, że chemia potrzebna do wytworzenia nowego bioplastiku jest prostsza niż inne i wykorzystuje niedrogie chemikalia dostępne już w powszechnym użyciu.

Obieg bioplastiku (produkcja - recykling)
fot. Nature Chemistry

„Tworzywo sztuczne ma bardzo ekscytujące właściwości, zwłaszcza w zastosowaniach takich jak pakowanie żywności” – powiedział Jeremy Luterbacher, główny autor badania. „A to, co sprawia, że ​​plastik jest wyjątkowy, to obecność nienaruszonej struktury cukru. To sprawia, że ​​jest niezwykle łatwy do wykonania, ponieważ nie musisz modyfikować tego, co daje natura, i prosty do degradacji, ponieważ może wrócić jako cząsteczki, które są już obecne w przyrodzie”.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Chemistry.

➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!

źródło: EPFL | New Atlas