Znikający plastik

Tworzywa sztuczne są używane w dzisiejszych czasach prawie wszędzie – od opakowań spożywczych, przez elektronikę, po samochody. Po wyrzuceniu, składowane są na wysypiskach lub co gorsza zaśmiecają oceany na tysiące lat. Odkrycie naukowców z North Dakota University może pomóc w rozwiązaniu tego problemu. Mogłoby ono doprowadzić do stworzenia nowego rodzaju tworzywa sztucznego. W wyniku działania na nie światła o określonej długości fali, redukowałoby się z powrotem do monomerów (czyli części składowych polimeru).

Znikający plastik

Badania opublikowane w Angewandte Chemie [1] przedstawia pracę wielu naukowców z Center for Sustainable Materials Science z NDSU. Zespół obejmuje naukowców z Wydziału Chemii i Biochemii, a także z Wydziału Powłok i Materiałów Polimerowych.

Prace zespołu badawczego skupiają się na stworzeniu cząsteczek z wykorzystaniem biomasy nasion oleistych, celulozy, ligniny i sacharozy, które następnie utworzą polimery. Jednym z wyzwań, które stawia przed nami XXI wiek jest uniezależnienie się od paliw kopalnych. NDSU we współpracy z ND EPSCoR stworzyło Centrum Nauki o Materiałach Zrównoważonych. Działanie tego ośrodka skupia się na wytwarzaniu polimerów i kompozytów wykorzystujących biomasę oraz zasoby odnawialne.

„Udowodniliśmy, że możemy zdegradować polimer z powrotem do monomerów i ponownie zsyntezować polimer. To było naprawdę ważne odkrycie,” powiedział dr Sibi.

Na potwierdzenie swojego odkrycia grupa naukowców użyła fruktozy, cukru powszechnie występującego w owocach. Utworzyli z niej roztwór, zdolny do przekształcenia się w polimer. Poprzez wystawienie tworzywa na działanie światła ultrafioletowego o długości 350 nm w ciągu trzech godzin zaszła degradacja plastiku z powrotem do rozpuszczalnych cząsteczek –  „bloczków”, z których zaczęła się synteza polimeru.

Tworzywa sztuczne zazwyczaj nie rozkładają się przez setki lat, co jest dużym problemem przy ich składowaniu. Ich rozkład zachodzi bardzo powoli przez wypłukiwanie ich substancji składowych do środowiska lub przez spalenie. Uwalniają wtedy toksyczne opady, co jest zjawiskiem niezwykle niekorzystnym i niebezpiecznym.

„Nasz pomysł polega na stworzeniu materiału, który może łatwo ulec rozkładowi. Może pomóc to uniezależnić nas od paliw kopalnych i zmniejszyć ilość potrzebnych w produkcji surowców,” powiedział dr Webster.

„Przedstawiona przez nas strategia budowania nowych materiałów z biomasy, które na dodatek są łatwo degradowalne światłem, zmniejszy zanieczyszczenie środowiska.,” powiedział dr Sivaguru Jayaraman.

Nad tym zastosowaniem pracuje laboratorium dr Sibi, specjalizujące się w monomerach i biopolimerach. Grupa dr Siva składa się z ekspertów z dziedziny nauk fotochemicznych. Natomiast zespół dr Webstera to specjaliści, zajmujący się chemią polimerów. „To jest praca zespołowa, ponieważ potrzebujemy wiedzy specjalistów z różnych dziedzin. Pozwoli to rozwiązać ten problem wspólnymi siłami,” powiedział dr Sibi.

Naukowcy twierdzą, że potrzebne są dalsze badania, aby ocenić trwałość i wytrzymałość tworzyw sztucznych pochodzących z biomasy. W ciągu najbliższych lat grupa zbada, czy proces może być używany w odniesieniu do tworzyw wykorzystywanych w elektronice, samochodach, jak i w innych powszechnych zastosowaniach.

  1. Saravanakumar Rajendran, Ramya Raghunathan, Ivan Hevus, Retheesh Krishnan, Angel Ugrinov, Mukund P. Sibi, Dean C. Webster, Jayaraman Sivaguru. Programmed Photodegradation of Polymeric/Oligomeric Materials Derived from Renewable Bioresources. Angewandte Chemie International Edition, 2014; DOI: 10.1002/anie.201408492
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141125101741.htm
  3. http://biomassmagazine.com/articles/11260/ndsu-new-plastic-disappears-when-you-want-it-to

Opracowała: Olga Polakowska

Korekta: Karol Madejczyk

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*