- En ny generasjon biologisk nedbrytbar plast som brytes ned i sjøvann er utviklet.
- Materialet er motstandsdyktig, resirkulerbart og kan tilpasses ulike bruksområder, fra 3D-printing til medisinsk bruk.
- Nåværende ikke-vannløselig plast bidrar til spredning av mikroplast, et problem som dette nye materialet effektivt løser.
- Biologisk nedbrytbar plast er termoformbar og brytes fullstendig ned i jorda, og gir næringsstoffer som fosfor og nitrogen.
En strålende innovasjon kan forvandle fremtiden til plast som har forårsaket så mye skade på havene og deres økosystemer. Et team av forskere ledet av den japanske forskeren Takuzo Aida, fra RIKEN Center for Emerging Matter Science (CEMS), har designet en biologisk nedbrytbar plast som brytes ned direkte i saltvann, og dermed sikre at det ikke bidrar til mikroplastforurensning.
Hvorfor er dette materialet revolusjonerende? De fleste eksisterende biologisk nedbrytbare plaster, som PLA, brytes ikke ned i havet fordi de er uløselige i vann. Dette forverrer problemene som stammer fra mikroplast, små partikler som ikke bare alvorlig påvirker vannlevende liv, men som også havner i næringskjeden, til og med når mennesker. Denne nye plasten antyder håndgripelig håp og kan endre miljøspillets regler.
Hvordan fungerer denne plasten?
Materialet er basert på teknologien til supramolekylær plast, polymerforbindelser holdt sammen av reversible interaksjoner. Forskerne kombinerte to nøkkelmonomerer: natriumheksametafosfat, et vanlig mattilsetningsstoff, og en guanidiniumbasert monomer. Samspillet mellom disse komponentene skaper motstandsdyktige og fleksible strukturer, kalt tverrbundne saltbroer, som sørger for at plasten kan løses opp i sjøvann.
Et interessant poeng ved denne utviklingen er at plast ikke bare brytes ned i saltvann; Den er også termoformbar og kan støpes ved temperaturer over 120°C, tilsvarende konvensjonell termoplast. Dette gjør den tilpasningsdyktig til ulike industrielle applikasjoner, fra Print 3D til medisinsk utstyr, og tilbyr et mye mer alternativ bærekraftig enn tradisjonell plast.
En økologisk løsning også for jorda
Når denne biologisk nedbrytbare plasten kommer i kontakt med jord, skjer den fullstendige nedbrytningen i løpet av omtrent ti dager, og frigjør næringsstoffer som fosfor og nitrogen. På denne måten fungerer den som en naturlig gjødsel, som gir en ekstra fordel for miljøet.
Gjenvinningsprosessen er også verdt å nevne. Ved å løse opp plasten i saltvann klarte forskerne å gjenvinne 91 % av natriumheksametafosfatet og 82 % av guanidinet i pulverform, og sikret at materialet ikke bare er biologisk nedbrytbart, men også svært resirkulerbart.
Fordeler og potensielle bruksområder
Denne nye plasttypen har flere fordeler i forhold til tradisjonelle polymerer:
- Det er ikke giftig eller brannfarlig: Den slipper ikke ut CO2, og bidrar dermed til kampen mot klimaendringene.
- tilpasning: kan tilpasses etter behov; Det er mulig å lage hard, vektbestandig, fleksibel eller til og med silikonlignende plast.
- allsidighet: Den potensielle bruken spenner fra medisinske applikasjoner til produkter relatert til industriell utskriftsteknologi.
Forskerteamet identifiserte også en nøkkelmekanisme i dannelsen av denne plasten. Den såkalte "avsaltingsprosessen" viste seg å være avgjørende: eliminering av saltene som var tilstede i den opprinnelige blandingen tillot generering av en ekstremt sterkt og motstandsdyktig materiale. Når plasten blir utsatt for saltvann igjen, begynner den å brytes ned raskt, og går tilbake til sin grunnleggende komponenter i løpet av noen timer.
Med denne utviklingen har Aida og teamet hennes skapt en familie av plast som ikke bare er slitesterk og funksjonell, men også fullstendig miljøvennlig. Dette gjennombruddet kan representere en trinnvis endring i plastindustrien, og redusere den nåværende negative påvirkningen på hav og terrestriske økosystemer betydelig. Videre representerer dette nye materialet ikke bare et skritt fremover i kampen mot mikroplast, men åpner også døren til nye paradigmer for ansvarlig produksjon og avfallshåndtering.