Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Pojawiła się nadzieja na biodegradowalny zastępnik plastiku

Recommended Posts

Znalezienie biodegradowalnych zastępników dla tworzyw sztucznych pochodzących z paliw kopalnych okazało się, jak dotychczas, niemożliwe. Jednym z problemów jest fakt, że dotychczas wytwarzane biodegradowalne plastiki okazały się zbyt kruche, by wykorzystać je do pakowania żywności.

Nowe badania przeprowadzone na The Ohio State University wykazały, że połączenie naturalnej gumy i bioplastiku pozwala na stworzenie materiału, który sprawuje się znacznie lepiej niż dotychczas opracowane materiały biodegradowalne. Nowy materiał już cieszy się zainteresowaniem ze strony przedsiębiorców.

W najnowszym numerze pisma Polymers naukowcy informują o udanym połączeniu naturalnej gumy z materiałem pochodzącym z fermentacji prowadzonej przez mikroorganizmy. To najlepszy uzyskany dotychczas materiał tego typu.

Wcześniejsze próby takiego połączenia nie zdały egzaminu, gdyż miękkość gumy oznaczała utratę wytrzymałości podczas produkcji, mówi główna autorka badań, Xiaoying Zhao. Nowy materiał uzyskano łącząc roztopioną gumę z roślinnym termoplastikiem PHBV oraz organicznym nadtlenkiem i TMPTA. Uzyskany w ten sposób materiał był o 75% bardziej wytrzymały i 100% bardziej elastyczny niż sam PHBV.

Już wcześniej inne grupy badawcze łączyły gumę i PHBV, jednak uzyskiwany w ten sposób materiał był zbyt mało wytrzymały, by spełnić wymagania stawiane przed materiałem używanym do pakowania żywności. Nie wytrzymywały odpowiednio długo procesu pakowania, transportu, przechowywania w sklepach i w domach, a szczególnie zawodziły tam, gdzie żywność miała być mrożona czy podgrzewana w kuchniach mikrofalowych. Dlatego też zwiększenie elastyczności oraz wytrzymałości jest szczególnie ważne.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Szwedzcy naukowcy z Uniwersytetu Technologiczne Chalmers opracowali wydajną metodę rozbijania dowolnego tworzywa sztucznego na molekuły. Uzyskany w ten sposób gaz można następnie wykorzystać do produkcji tworzywa o takiej samej jakości, co produkt oryginalny. Nowa technologia nadaje się do zastosowania w już istniejących zakładach przeróbki odpadów sztucznych.
      Nie zapominajmy, że plastik to fantastyczny materiał. Dzięki niemu mamy produkty, o których bez niego moglibyśmy tylko pomarzyć. Problemem jest fakt, że jego produkcja jest tak tania, iż bardziej opłaca się wytwarzać nowe tworzywa sztuczne z ropy niż zajmować się recyklingiem plastikowych odpadów, mówi Henrik Thunman.
      Naukowcom udało się jednak opracować proces, który może to zmienić.
      Dzięki znalezieniu odpowiedniej temperatury, około 850 stopni Celsjusza, odpowiedniego tempa i czasu ogrzewania, wykazaliśmy, że w ciągu godziny możemy zamienić 200 kilogramów tworzyw sztucznych w użyteczny gaz. Ten można następnie przetworzyć na poziomie molekularnym i uzyskać plastik takiej samej jakości jak ten oryginalny, wyjaśnia Thunman.
      Obecnie na świecie przetwarza się jedynie niewielką część tworzyw sztucznych, a i tutaj zwykle po przetworzeniu uzyskuje się plastik niskiej jakości. Większość tego typu materiałów ląduje na wysypiskach lub jest spalana. Obecnie wykorzystywane technologie pozwalają przeważnie na uzyskiwanie po recyklingu tworzywa coraz gorszej jakości. W końcu jest ona tak zła, że nie pozostaje nic innego niż takie tworzywo wyrzucić lub spalić. My skupiliśmy się na przechwyceniu atomów węgla z plastiku i wykorzystaniu ich do stworzenia tworzywa o oryginalnej jakości. W ten sposób uzyskaliśmy rzeczywisty recykling, dodają Szwedzi.
      Twórcy nowej metody informują, że nie tylko nadaje się ona do pracy z każdym rodzajem tworzyw sztucznych, ale można ją stosować na wielką skalę, tam, gdzie trzeba przetwarzać dziesiątki tysięcy ton odpadów. Ze szczegółami szwedzkiej technologii można zapoznać się w artykule opublikowanym na łamach Sustainable Materials and Technologies.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Plastik, który ulega błyskawicznej degradacji, nie znalazłby zbyt wielu zastosowań w życiu codziennym. Jednak taki znikający materiał znajduje się w kręgu zainteresowań tych, którzy zajmują się np. działalnością wywiadowczą. Dlatego też Pentagon i CIA z pewnością będą uważnie śledziły American Chemical Society Fall 2019 National Meeting & Exposition, gdzie zostaną zaprezentowane ostatnie postępy w pracach nad takim materiałem.
      To nie jest coś, co powoli rozkłada się przez rok, jak biodegradowalny plastik, do którego konsumenci mogą być przyzwyczajeni. Ten polimer znika natychmiast, jak za włączeniem guzika, mówi doktor Paul Kohl z Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), którego zespół pracuje nad błyskawicznie rozkładającym się polimerem.
      Polimer powstaje z myślą o potrzebach Pentagonu. Dzięki niemu mogłyby powstać np. urządzenia czy pojazdy, które dosłownie znikają w oczach. To znakomicie ułatwiłoby przeprowadzanie tajnych misji, gdyż można by takie urządzenia i pojazdy pozostawiać, nie martwiąc się, że przeciwnik je znajdzie.
      Z chemicznego punktu widzenia wykorzystano tutaj temperaturę polimeryzacji, która jest powiązana z napięciem sterycznym, czyli rodzajem odpychania się elektronów. Jeśli temperatura polimeryzacji pozostaje w pewnym przedziale, materiał jest stabilny. Jednak powyżej pewnej granicy temperatury napięcie steryczne rośnie do tego stopnia, że materiał się rozpada.
      Zjawisko to możemy obserwować np. w przypadku polistyrenu. To bardo stabilny materiał w granicach temperatury polimeryzacji. Jednak wystarczy wsadzić go do ognia i błyskawicznie się rozpływa. Tutaj mamy do czynienia z rozpadem tysięcy wiązań chemicznych. Natomiast w materiale opracowanym przez zespół Kohla wystarczy, by doszło do rozpadku jednego wiązania, a następuje efekt domina i rozpadają się wszystkie.
      Różne zespoły naukowe już wcześniej pracowały nad podobnymi rozwiązaniami, jednak problemem była ich stabilność w temperaturze pokojowej. Kohlowi udało się przezwyciężyć te problemy.
      Początkowo stworzyliśmy materiał, który był wrażliwy na ultrafiolet. Mogliśmy więc wytwarzać go w pomieszczeniu dobrze oświetlonym lampami fluorescencyjnymi i pozostawał on stabilny, mówi Kohl. Jednak po wystawieni na działanie światła słonecznego materiał odparowywał lub zamieniał się w formę ciekłą. Można więc wyprodukować z niego pojazd, który będzie poruszał się w nocy czy nad ranem, a zniknie w pełnym słońcu.
      To jednak był początek prac. Uczeni z Georgia Tech stworzyli też polimer reagujący na sztuczne światło. Mamy polimery przystosowane do działania w pomieszczeniach. Wchodzisz do pomieszczenia, zapalasz światło i urządzenie znika, mówi Kohl. Jakby jeszcze tego było mało, naukowcy opracowali sposób na odroczenie depolimeryzacji materiału. Możemy opóźnić depolimeryzację o konkretną ilość czasu – godzinę, dwie, trzy. Trzymasz swoje urządzenie w ciemności do czasu, aż chcesz je użyć. Potem wystawiasz je na działanie światła słonecznego, a ono działa przez trzy godziny i następnie się rozkłada, wyjaśnia Kohl.
      Naukowiec mówi, że nowy materiał przyda się nie tylko w zastosowaniach wojskowych czy wywiadowczych. Wyobraża on sobie czujniki środowiskowe, które zbierają dane, a po zakończeniu badań rozpuszczają się, wywierając minimalny wpływ na środowisko.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Odpady plastikowe są wszędzie: na wysypiskach śmieci, w lasach, morzach i oceanach... Naukowcy mają mnóstwo pomysłów na to, jak z nimi walczyć. W ten trend ten wpisuje się też wynalazek z UMK w Toruniu: preparat przyspieszający proces rozkładu plastiku.
      Preparat, którego twórczynią jest dr hab. Grażyna Dąbrowska - genetyk z toruńskiego Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, może przyspieszyć nawet o 20 proc. rozkład plastikowych materiałów zalegających na wysypiskach śmieci. Zawiera on mikroorganizmy (zwłaszcza grzyby) zdolne do wytwarzania enzymów hydrolitycznych degradujących plastik.
      Dr hab. Dąbrowska pracuje w Zakładzie Genetyki na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UMK, gdzie zajmuje się m.in. genetyką roślin, ich interakcjami z mikroorganizmami oraz biodegradacją tworzyw sztucznych, zanieczyszczających glebę i wody. Ta wiedza pozwoliła jej dobrać składniki preparatu.
      Co grzyby mają wspólnego z plastikowymi odpadami? Jak się okazuje, całkiem sporo. Jak tłumaczy badaczka, składniki preparatu mają szczególne właściwości, dzięki którym mogą wejść w reakcję chemiczną z plastikiem. Dzięki temu tworzywa sztuczne tracą swoje właściwości: stają się na przykład mniej rozciągliwe czy bardziej przepuszczalne dla gazów, pary wodnej, tlenu czy dwutlenku węgla - opisuje dr hab. Dąbrowska.
      Efekty wynalazku z Torunia można zaobserwować po kilku miesiącach działania. Jak tłumaczy jego twórczyni, działanie preparatu wzmacniają wytwarzane przez grzyby białka, tworzące na powierzchni plastiku (zwłaszcza PET) specyficzną warstwę, ściśle przylegającą do danego tworzywa. Rosnąca grzybnia przylega więc do polimeru, równocześnie wytwarzając enzymy degradujące i zmieniające jego strukturę. Co znacznie zwiększa skuteczność procesu przyspieszania biodegradacji - tłumaczy dr hab. Dąbrowska.
      Twórczyni preparatu widzi jego zastosowanie przede wszystkim pod sam koniec cyklu życiowego wysypisk śmieci, w procesie rekultywacji. Przez wiele lat w Polsce nie była prowadzona poprawna selekcja odpadów i właściwie większość tworzyw sztucznych znajduje się w tym momencie na składowiskach odpadów. Ich ilości są olbrzymie - dlatego tak pomocne byłoby zmniejszenie ich gabarytów, przyspieszenie procesu ich rozkładu na samym początku procesu odzyskiwania terenu składowiska - opowiada badaczka.
      Rekultywacja wysypiska śmieci to długi i skomplikowany proces. Jego ostatecznym celem jest zmniejszenie negatywnego wpływu zebranych śmieci na środowisko - oraz zintegrowanie terenu wysypiska z jego otoczeniem. Odpady są prasowane przez ciężki sprzęt, po czym obsypuje się je kolejnymi warstwami gleby, aby wreszcie - w ostatnim etapie - obsiać roślinami.
      Preparat mógłby być dodawany do pierwszej warstwy gleby - ma on bowiem jeszcze jedną ważną właściwość. Mikroorganizmy dobraliśmy w taki sposób, żeby charakteryzowały się dodatkowo zdolnością do wchodzenia w interakcje z roślinami i stymulowania roślin do wzrostu - mówi badaczka.
      Jest to działanie kompleksowe - podkreśla. W ten sposób możemy równocześnie przyspieszamy degradację tego, co niekorzystne - jak i pozytywnie oddziaływać na rośliny i inne organizmy.
      Skąd pomysł stworzenia preparatu? Impulsem była obserwacja: mam trójkę dzieci i widzę, ile potrafimy wyprodukować plastikowych odpadów w jednym gospodarstwie domowym... To właśnie troska o to, co się stanie z naszym środowiskiem, natchnęła mnie do tego, aby do walki z plastikiem zalegającym na wysypiskach zastosować badania, które prowadzę na co dzień - podsumowuje toruńska biolog.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ludzkich odchodach znaleziono mikroplastik, co sugeruje, że jest on rozpowszechniony na samym szczycie łańcucha pokarmowego.
      Austriaccy naukowcy monitorowali osiem osób z Polski, Rosji, Japonii, Holandii, Finlandii, Włoch, Wielkiej Brytanii i Austrii. W kale każdej z nich znaleziono co najmniej jeden rodzaj mikroplastiku. W sumie wyizolowano 9 różnych rodzajów mikroplastiku o rozmiarach od 50 do 500 mikrometrów.
      Mikroplastik, czyli niewielkie cząstki plastiku o rozmiarach mniejszych niż 5 milimetrów, pochodzi głównie z dużych odpadów plastikowych – takich jak butelki czy torby foliowe – którymi zanieczyściliśmy oceany.
      To pierwsze badania tego typu. Potwierdzają one to, co podejrzewaliśmy – plastik trafił do przewodów pokarmowych ludzi. Szczególnie martwi na to, co to oznacza i jakie ma to skutki dla ludzkiego zdrowia, szczególnie dla osób, cierpiących na choroby układu pokarmowego, mówi główny autor badań, Philipp Schwabl z Wiedeńskiego Uniwersytetu Medycznego. Wiadomo, że mikroplastik może przenikać do krwi, układu limfatycznego i wątroby. Naukowcy spekulują, że ponad 50% ludzkiej populacji może nieświadomie żywić się plastikiem. Wzywają jednocześnie do przeprowadzenia kolejnych badań, gdyż sami przyjrzeli się niewielkiej grupie ludzi.
      Mikroplastik obecny jest między innymi w rybach, owocach morza, piwie, miodzie i wodzie butelkowanej.
      U badanych znaleziono średnio 20 kawałków mikroplastiku na każde 10 gramow badanego kału. Najbardziej rozpowszechnione były polipropylen (PP) i poli(tereftalan etylenu) (PET). To materiały, z których składają się plastikowe butelki i zakrętki. Znaleziono je u wszystkich badanych.
      Poziom zanieczyszczenia oceanów plastikiem jest gigantyczny. Niedawno informowaliśmy, że coraz więcej plastikowych śmieci dociera do najbardziej odległych zakątków kuli ziemskiej. Światowe Forum Ekonomiczne szacuje, że do roku 2050 w oceanach będzie znajdowało się, wagowo, więcej plastiku niż ryb. Każdego roku zanieczyszczamy oceany 8 milionami ton plastikowych odpadów. Już teraz znajduje się w nich 150 milionów ton plastiku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak informują naukowcy ze Scottish Association for Marine Science (Sams), stworzenia żyjące w najgłębszych partiach oceanu zjadają plastik od co najmniej 40 lat. Uczeni przeanalizowali próbki zbierane w Rockall Trough u północno-zachodnich wybrzeży Szkocji i Irlandii.
      W organizmach niemal połowy rozgwiazd i wężowideł, które zebrano w latach 1976–2015 z głębokości poniżej 2000 metrów, znaleziono mikroplastik. Co interesujące, przez cały ten okres ilość pochłanianego przez te zwierzęta plastiku niemal nie uległa zmianie.
      Masowa produkcja plastiku rozpoczęła się w latach 40. i 50. ubiegłego wieku. Można więc było się spodziewać, że w starszych próbkach mikroplastiku będzie mniej, a jego ilość będzie rosła do poziomów znajdowanych w obecnie żyjących organizmach. Jednak nie zauważyliśmy takiego zjawiska. Poziom pochłaniania plastiku był stabilny w całym przekroju badanych próbek, mówi główna autorka badań, Winnie Courtene-Jones. Te dane wskazują, że dno morskie jest od dawna zanieczyszczone mikroplastikiem i że mógł być on tam obecny już przed rokiem 1976, dodaje uczona.
      Dane takie mogliśmy zebrać dzięki temu, że posiadamy archiwalne zbiory zwierząt morskich. Zachęcam innych badaczy, którzy mają dostęp do podobnych kolekcji, by rozważyli wykorzystanie ich do badania nad historycznym zanieczyszczeniem plastikiem. To pomoże nam poradzić sobie z tym problemem, stwierdza Courtene-Jone.
      To pokazuje, że zanieczyszczenie plastikiem nie jest nowym problemem. Potrzebujemy więcej danych długoterminowych, by lepiej ocenić to zjawisko, powiedziała współautorka badań, doktor Bhavani Narayanaswamy.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...