Vedci vyvinuli revolučný plast, ktorý sa v mori úplne rozpustí bez tvorby mikroplastov. Vďaka procesu „odsoľovania“ je odolný, recyklovateľný a rozloží sa aj v pôde za 10 dní, pričom uvoľňuje živiny, referuje portál Designboom.
Plast, ktorý sa úplne rozloží vo vode
Tím vedcov pod vedením Takuzoa Aidu z RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS) v Japonsku vyvinul odolný a recyklovateľný plast, ktorý sa v mori úplne rozpustí. Na rozdiel od tradičných plastov nezanecháva mikroplastové znečistenie, pretože sa postupne rozkladá vo vode.
Tento prelomový materiál je založený na supramolekulárnych plastoch – polyméroch, ktorých štruktúra je udržiavaná vratnými interakciami.
Vedci vyrábajú tento plast kombináciou dvoch iónových monomérov: hexametafosforečnanu sodného (bežnej potravinovej prísady) a monomérov na báze guanidíniového iónu, ktoré vytvárajú silné, no pružné väzby. Obe tieto látky dokážu rozložiť baktérie, vďaka čomu je nový plast úplne biologicky odbúrateľný.
Kľúčový proces „odsoľovania“ umožňuje rozpustenie plastu v mori
K rozpusteniu recyklovateľného plastu v morskej vode dochádza vďaka procesu nazývanému „odsoľovanie“. Keď vedci zmiešajú dva monoméry vo vode, dochádza k ich separácii. Jeden monomér vytvára hustú vrstvu obsahujúcu štrukturálne zložky plastu, zatiaľ čo druhý tvorí vodnatú vrstvu so soľnými iónmi.
Odsoľovací proces odstráni práve túto vodnatú vrstvu. Po vysušení získaný plast nadobudne pevnosť a odolnosť. Bez tohto kroku by bol materiál krehký a nepoužiteľný.
Vďaka tejto unikátnej kombinácii monomérov sa plast rozpustí v morskej vode už v priebehu niekoľkých hodín.
Ekologický materiál s množstvom výhod a širokým využitím
Výskum je výsledkom spolupráce medzi RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS), Tokijskou univerzitou a Technickou univerzitou v Eindhovene. Štúdia otvára cestu k výrobe komerčných biologicky odbúrateľných plastových predmetov, ako sú fľaše a nádoby.
Nový plast má okrem ekologických výhod aj ďalšie prednosti:
- Je netoxický a nehorľavý
- Nevytvára emisie oxidu uhličitého
- Dá sa tvarovať pri teplotách nad 120 °C, podobne ako bežné termoplasty
- Je odolný voči poškriabaniu
Vedci tiež experimentovali s rôznymi typmi guanidíniových sulfátov, čo im umožnilo prispôsobiť vlastnosti plastu podľa potreby. Výsledný materiál môže byť pružný ako guma, pevný na nosné konštrukcie alebo ohybný s nízkou pevnosťou v ťahu.
Tento plast je ideálny aj pre 3D tlač, pričom sa môže využívať na výrobu medicínskych a zdravotníckych pomôcok. V tomto prípade sa k monomérom pridávajú polysacharidy, ktoré tvoria soľné mostíky.
Plast sa v pôde rozloží za 10 dní a vyživí ju
Ďalšou pozoruhodnou vlastnosťou je, že pri rozpustení v mori možno väčšinu materiálov znovu použiť, čím sa plast stáva mimoriadne efektívnym pre recykláciu.
Keď sa nový plast dostane do pôdy, úplne sa rozloží už za približne 10 dní. Počas tohto procesu uvoľňuje fosfor a dusík, dôležité živiny nachádzajúce sa vo hnojivách.
Prečo je tento objav taký dôležitý?
Bežné plasty sa rozkladajú desiatky až stovky rokov a spôsobujú rozsiahle znečistenie životného prostredia. Aj niektoré moderné „biologicky odbúrateľné“ plasty sa síce rozkladajú, ale nie vždy sa úplne rozpustia vo vode. Ak sa nerozložia správne, rozpadnú sa na mikroplasty, ktoré ďalej znečisťujú oceány.
Vedci preto už od začiatku vývoja nového plastu hľadali spôsob, ako zabrániť vzniku mikroplastov. Riešením sa ukázali byť iónové monoméry, ktoré umožňujú výrobu plne rozpustného a recyklovateľného plastu.
Tento revolučný objav by mohol v budúcnosti zásadne znížiť znečistenie oceánov a priniesť ekologickejšiu alternatívu k tradičným plastom.
