Naukowcy z Weizmann Institute of Science opracowali biodegradowalny materiał kompozytowy, który może stać się przełomem w walce z globalnym kryzysem odpadów z tworzyw sztucznych. Dzięki połączeniu polimeru hydroksyetylocelulozy z nanokryształami tyrozyny, materiał ten jest nie tylko wyjątkowo wytrzymały, ale także łatwo rozkłada się za pomocą bakterii.
Nowy ekologiczny plastik dla przemysłu
Każdego roku miliardy ton odpadów plastikowych trafiają na wysypiska, do oceanów czy rozkładają się na mikroplastiki. Te drobne cząstki zanieczyszczają wodę, powietrze i łańcuchy pokarmowe, przenikając nawet do krwi ludzi i zwierząt. Obecnie mniej niż jedna piąta produkowanego plastiku jest biodegradowalna, a jego rozkład wciąż wymaga skomplikowanych procesów.
Czytaj też: Do kosza z plastikowymi jednorazówkami. Nadchodzi epoka nowego materiału
Przełomowe badania, opublikowane w czasopiśmie ACS Nano, przeprowadził zespół kierowany przez dr Angelikę Niazov-Elkan, dr Haima Weissmana i prof. Borisa Rybtchinskiego. W wyniku eksperymentów naukowcy stworzyli tani i łatwy do wyprodukowania materiał o niezwykłej wytrzymałości i elastyczności.
Prof. Boris Rybtchinski mówi:
Naszym celem było opracowanie materiału, który spełnia wymagania przemysłu, a jednocześnie jest przyjazny środowisku.
Zespół wykorzystał hydroksyetylocelulozę, szeroko stosowany polimer w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym, jako podstawę materiału. Sam polimer jest słaby i szybko się rozpada, jednak połączenie go z nanokryształami tyrozyny przyniosło spektakularne rezultaty. Proces produkcji polegał na mieszaniu składników w gotującej wodzie, co prowadziło do samoorganizacji włókien tyrozyny w strukturę kompozytową. Efekt? Cienki pasek materiału o grubości 0,04 mm był w stanie wytrzymać obciążenie 6 kg.
Opracowany materiał jest nie tylko niezwykle wytrzymały, ale także bardziej elastyczny niż jego podstawowy składnik. Właściwości te czynią go idealnym dla przemysłu, który obecnie szeroko wykorzystuje plastiki kompozytowe w produkcji samolotów, samochodów czy rowerów. Co więcej, biodegradowalny plastik można nawet spożywać, choć naukowcy podkreślają, że obecny proces produkcji nie jest wystarczająco higieniczny, by materiał był bezpieczny do jedzenia.
Prof. Boris Rybtchinski dodaje
Obecnie pracujemy nad ulepszeniem metody produkcji, by była bardziej dostosowana do standardów przemysłowych. Jeśli uda nam się pokonać wyzwania techniczne, nowy materiał może trafić na rynek na masową skalę.
Dzięki prostocie i efektywności, nowy materiał ma potencjał, by zrewolucjonizować gospodarkę odpadami. Jego biodegradowalność i wytrzymałość to krok w stronę bardziej zrównoważonej przyszłości. Czy nanokryształy tyrozyny staną się podstawą nowej ery w produkcji tworzyw sztucznych? Wszystko wskazuje na to, że odpowiedź jest twierdząca.