Biodegradowalne zamienniki produktów stworzonych z surowców kopalnych muszą spełniać najbardziej restrykcyjne wymagania przemysłu; wszelkie próby ich opracowania kończyły się więc dotychczas co najwyżej połowicznym sukcesem ze względu na problemy z przetwarzaniem i rachunkiem ekonomicznym. Jednym z problemów była nadmierna kruchość uzyskanych materiałów, wykluczająca możliwość zastosowania ich np. do pakowania produktów spożywczych.
Tymczasem badaczom z Uniwersytetu Stanu Ohio udało się opracować biodegradowalną alternatywę dla opakowań spożywczych z plastiku; jeśli nowy materiał się przyjmie, może zmniejszyć zużycie tworzyw sztucznych na całym świecie. Wspomniany produkt stanowi mieszankę kauczuku naturalnego i biotworzyw i – jak wierzą jego twórcy – jest ekoprzyjaznym, wytrzymałym oraz niedrogim zamiennikiem dla opakowań z plastiku.
Jak wyjaśniono w raporcie zamieszczonym w czasopiśmie „Polymers”, nowy materiał o nazwie PHBV/NR to domieszkowany kauczukiem naturalnym poli(kwas 3-hydroksymasłowy-co-3-hydroksy- walerianowy), wzbogacony również organicznym nadtlenkiem wodoru oraz monomerem, triakrylanem trimetylolopropanu (TMPTA). Uniwersyteckim zespołem badawczym, który przy nim pracował, kierowali Xiaoying Zhao, Katrina Cornish oraz Yael Vodovotz. Jak twierdzi Vodovotz cytowana przez serwis Green Matters, nowy materiał jest wyjątkowo uniwersalny i może być użyty do zastąpienia różnych rodzajów tworzyw sztucznych, zarówno miękkich (na przykład owijek do cukierków), jak i twardych (tworzyw stosowanych do budowy pojemników). Pracowaliśmy nad folią, tackami i innymi zastosowaniami. Wszystko zależy od zastosowanej mieszanki oraz sposobu obróbki – wyjaśniła.
Vodovotz tak tłumaczy, co zainspirowało jej zespół do pracy nad projektem: Wybraliśmy materiały pochodzenia biologicznego, ekologiczne i biodegradowalne. Co ważne, mieszanka musiała spełniać pożądane właściwości końcowe, aby zastąpić odpowiedniki uzyskane z ropy naftowej. W zależności od tych własności zmienialiśmy mieszankę i dodawaliśmy kolejne składniki, by zagwarantować, że będzie nadawała się do obróbki i będzie zgodna z naszymi oczekiwaniami.
Na temat projektu dr Vodovotz rozmawiała również z serwisem informacyjnym Ohio State News, któremu przyznała, że jej zespół nie był pierwszym, który spróbował połączyć PHBV z kauczukiem naturalnym, ale nikomu przed nim nie udało się uzyskać wystarczająco trwałych rezultatów. Opakowania na żywność muszą zachować nienaruszoną strukturę w trakcie transportu, przechowywania oraz w warunkach działania ekstremalnych temperatur (np. mrożonki do mikrofali); badacze z Ohio liczą, że ich nowy materiał jest wreszcie wystarczająco wytrzymały, by poradzić sobie ze zmiennymi warunkami otoczenia.
Poprzednie próby takiego połączenia zakończyły się fiaskiem, ponieważ miękkość kauczuku sprawiała, że produkt tracił wiele ze swojej wytrzymałości w obróbce – wyjaśniła dr Zhao serwisowi Ohio State News. Testy nowego materiału dowiodły, że PHBV/NR jest o 75% twardszy i o 100% bardziej plastyczny od standardowego PHBV, którego nie wymieszano z kauczukiem naturalnym.
Obecnie badacze z Ohio koncentrują się na poszukiwaniu kolejnych biodegradowalnych materiałów, które można byłoby wykorzystać do dalszego domieszkowania PHBV/NR i dodania mu dodatkowej wytrzymałości. Testowano m.in. odpady pozostałe po procesie ekstrakcji oleju z fusów po kawie (w projekcie przygotowanym przez zaprzyjaźnionego badacza), skórki pomidorów oraz skorupki jajek. Szukamy czegoś, co w innym wypadku trafia do śmieci, a jest ekologiczne i relatywnie tanie – tłumaczy dr Vodovotz.
Wyjaśniła również, że celem badaczy było zmniejszenie uzależnienia od tworzyw sztucznych dzięki stworzeniu ich alternatywy pochodzenia naturalnego, którą będą cechować odpowiednia trwałość, odporność i dostępność. Zależało nam na zmniejszeniu ilości tworzyw ropopochodnych przez znalezienie alternatywnego biotworzywa o identycznych własnościach – powiedziała serwisowi Green Matters. Mamy nadzieję na współpracę z wieloma producentami i partnerami przemysłowymi nad osiągnięciem tego celu. Na razie do badaczy zgłaszają się kolejni producenci żywności, by rozmawiać o nowym opakowaniu. Uniwersytet Stanu Ohio nie jest zakładem przemysłowym. My przeprowadziliśmy proces badawczy, a dzięki pomocy partnerów handlowych możemy rozwinąć produkcję i dystrybucję na masową skalę. Na razie aktywnie poszukujemy partnerów komercyjnych.
Świat zanieczyszczają miliony ton tworzyw sztucznych. Ogromna większość z nich – ponad 90% – została wyprodukowana z surowców ropopochodnych i nie nadaje się do biodegradacji. Taki materiał może się rozkładać w naturalnych warunkach nawet ponad 400 lat, dlatego – jak podkreśla dziennik „The Telegraph” – każdy kawałek plastiku, jaki kiedykolwiek wyprodukowano, nadal zalega gdzieś w przyrodzie. Zresztą, jak wynika z raportu przygotowanego w 2018 r. przez National Geographic, zaledwie 9% tworzyw produkowanych globalnie jest poddawanych procesom recyklingu. Ważniejsze od działań konsumentów, by zredukować ilość zużywanych przez nich tworzyw, jest w tych okolicznościach wprowadzenie przez ich producentów ekologicznych alternatyw – a rozwiązania proponowane przez Uniwersytet w Ohio mogą zapoczątkować biorewolucję.
Na podstawie serwisu Green Matters opracował TK
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
