Napori da se sa petrohemijske plastike pređe na obnovljivu i biorazgradivu plastiku pokazali su se nezgodnim – proizvodni proces može zahtevati toksične hemikalije i skup je, a mehanička čvrstoća i stabilnost vode često nisu dovoljni. Ali, istraživači su napravili napredak, koristeći drvne nusproizvode, što obećava proizvodnju trajnije i održivije bioplastike.
Studija objavljena u časopisu Nature Sustainability, čiji je koautor Yuan Yao, docent na katedri za industrijsku ekologiju i održive sisteme na Yale Ychool of Environment (YSE), opisuje proces dekonstrukcije porozne matrice prirodnog drveta u kaši (smeši čvrstih materija gušćih od vode suspendovane u tečnoj, obično vodi). Istraživači kažu da dobijeni materijal pokazuje visoku mehaničku čvrstoću, stabilnost pri zadržavanju tečnosti i otpornost na UV svetlost. Takođe se može reciklirati ili bezbedno biorazgraditi u prirodnom okruženju, a ima i niži uticaj životnog ciklusa biorazgradivosti na životnu sredinu – u poređenju sa plastikom na bazi nafte i drugom biorazgradivom plastikom.
„Mnogo je ljudi koji su pokušali da razviju ove vrste polimera u plastici, ali mehaničke niti nisu dovoljno dobre da zamene plastiku koju trenutno koristimo, a koja je uglavnom napravljena od fosilnih goriva. Razvili smo jednostavan i jedinstven proizvodni postupak, koji generiše plastiku na bazi biomase od drveta, ali i plastiku koja, takođe, pruža dobra mehanička svojstva“, kaže Yao.
Pretvaranje drveta u plastiku
Da bi stvorili mešavinu kaše, istraživači su koristili drveni prah (piljevinu) – ostatke od obrade, koji se obično bacaju kao otpad prilikom obrade u mlinovima za drvo – i dekonstruisali su rastresitu, poroznu strukturu praha biorazgradivim i dubokim eutektičkim rastvaračem (DES), koji se može reciklirati.
Bioplastika od drveta / Foto: Nature.com
Dobijena smeša, koja ima zapletanje nanorazmera i vodoničnu vezu između obnovljenih lignina i celuloznih mikro / nanofibrila, ima visok sadržaj čvrste supstance i visoku viskoznost, koja se može liti i valjati bez lomljenja.
Ne ugrožava prirodu
Yao je zatim vodio sveobuhvatnu procenu životnog ciklusa, kako bi testirao uticaje bioplastike na životnu sredinu u odnosu na uobičajnu plastiku. Listovi bioplastike zakopani su u zemlju, lomljeni su posle dve nedelje i potpuno razgrađeni nakon tri meseca; Pored toga, istraživači kažu da se bioplastika može razgraditi u kašu mehaničkim mešanjem, što, takođe, omogućava povraćaj i ponovnu upotrebu DES-a.
„To je po meni ono što ovu plastiku zaista čini dobrom: sve se može reciklirati ili biorazgraditi. Smanjili smo sve materijale i otpad koji odlazi u prirodu i uništavaju je“, kaže Yao.
Auto od bioplastike
Bioplastika ima brojne primene, kaže Liangbing Hu, profesor u Centru za inovacije materijala na Univerzitetu u Merilendu koautor studije. Može se oblikovati u film, koji se može koristiti za plastične kese i ambalažu – što je jedna od glavnih primena plastike i glavni uzrok stvaranja otpada. Hu, takođe, kaže da, budući da bioplastika može biti oblikovana u različite oblike, ona ima potencijal za upotrebu i u proizvodnji automobila.
Hoće li bioplastika „pojesti” šume
Jedno od područja koje istraživački tim nastavlja da istražuje je potencijalni uticaj na šume, ako se poveća proizvodnja ove bioplastike.
Iako proces trenutno koristi nusproizvode od drveta u proizvodnji, istraživači kažu da su itekako svesni da bi velika proizvodnja mogla zahtevati upotrebu ogromnih količina drveta, što bi moglo imati dalekosežne posledice na šume, upravljanje zemljištem, ekosisteme i klimatske promene.
Yao kaže da je istraživački tim već počeo da radi sa šumskim ekologom na izradi simulacionih modela šuma, povezujući ciklus rasta šuma sa procesom proizvodnje. Takođe vidi priliku da sarađuje sa ljudima koji rade na poljima povezanim sa šumama.
„Nije često da inženjer može prošetati hodnikom i razgovarati sa šumarom“, kaže Yao.
Izvor: Sciencedaily.com
