Detergenty, tabletki do zmywarki, płyny do naczyń – chemia gospodarcza to nieodłączny element współczesnego życia. Jednak skuteczność tych środków często wiąże się z wysoką ceną ekologiczną. Substancje, takie jak alkilofenole czy fosforany, zawarte w wielu produktach czyszczących, są trudne do rozłożenia i mogą powodować poważne zakłócenia w ekosystemach wodnych, w tym toksyczne zakwity glonów. Rosnące obawy społeczne o wpływ tych substancji na środowisko doprowadziły do wzrostu zainteresowania naturalnymi alternatywami.
Czytaj też: Odpady zamienione w biopaliwo. To żadna alchemia, a krok do dekarbonizacji przemysłu lotniczego
Dotychczasowe próby stworzenia ekologicznych detergentów kończyły się często niepowodzeniem – naturalne środki były albo zbyt drogie w produkcji, albo nieskuteczne, trudne do spłukania i potencjalnie szkodliwe dla tkanin i powierzchni. Teraz naukowcy z zespołu Pengtao Liu, publikujący na łamach czasopisma Langmuir Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego (ACS), przedstawiają obiecujące rozwiązanie: detergent stworzony z drewna i kukurydzy.
Celuloza i zeina – detergent idealny?
Nowy detergent powstał z dwóch łatwo dostępnych i odnawialnych surowców: nanowłókien celulozowych pozyskiwanych z drewna oraz zeiny – białka pochodzącego z kukurydzy. Połączenie tych dwóch składników pozwoliło uzyskać stabilną emulsję o właściwościach czyszczących porównywalnych z komercyjnymi detergentami.
Czytaj też: Chemia do poprawki. Jon “stosowany” od lat, tak naprawdę nie istnieje
Nanowłókna celulozowe wykazują zarówno właściwości hydrofilowe, jak i hydrofobowe, co czyni je doskonałym środkiem do wiązania różnych rodzajów zabrudzeń, od tłuszczu po zanieczyszczenia wodne. Zeina natomiast stabilizuje emulsję i wspomaga usuwanie olejów. Wspólnie tworzą one formułę, która nie tylko skutecznie czyści, ale jest również przyjazna dla środowiska i biodegradowalna.
Naukowcy przeprowadzili szereg testów porównawczych, aby ocenić, jak nowy detergent wypada na tle komercyjnych środków piorących i płynów do naczyń. Eksperymenty obejmowały usuwanie plam z tkanin bawełnianych (w tym atramentu, oleju chili i koncentratu pomidorowego), a także z naczyń wykonanych z różnych materiałów – ceramiki, szkła, plastiku i stali nierdzewnej.
W przypadku ubrań, roztwór detergentu o stężeniu 1 proc. był nieco mniej skuteczny niż 1 proc. roztwór proszku do prania. Jednak po zwiększeniu stężenia do 5 proc., detergent z drewna i kukurydzy przewyższył tradycyjny proszek w skuteczności usuwania wszystkich typów plam. Co istotne, analiza mikroskopowa wykazała, że na tkaninach nie pozostały żadne osady po praniu i płukaniu, co sugeruje, że detergent nie niszczy materiałów.
Jeszcze bardziej imponujące wyniki uzyskano w testach na naczyniach. Na przykład ze stalowych talerzy detergent w 5 proc. stężeniu usuwał aż 92 proc. plam z oleju chili – w porównaniu do 87 proc. w przypadku popularnego płynu do naczyń w stężeniu 1 proc.
Zaproponowany przez zespół Liu detergent może stanowić istotny krok w kierunku zrównoważonej chemii codziennego użytku. Wykorzystanie powszechnie dostępnych i odnawialnych składników, takich jak drewno i kukurydza, pozwala ograniczyć negatywny wpływ na środowisko już na etapie produkcji. Ponadto, łatwość biodegradacji i brak toksycznych pozostałości czynią ten detergent przyjaznym zarówno dla użytkowników, jak i przyrody.
W kolejnych etapach badacze planują rozszerzyć testy o nowe typy zabrudzeń i materiały, a także zoptymalizować formułę pod kątem różnych zastosowań – od użytku domowego po przemysłowy. Jeśli uda się zachować równowagę między skutecznością, ceną i wpływem na środowisko, detergent z celulozy i zeiny może stać się nie tylko ekociekawostką, ale codziennym standardem w naszych domach.