Biodegradowalne tworzywa sztuczne są reklamowane jako jedno z rozwiązań problemu zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi, które nęka świat, ale dzisiejsze"kompostowalne" plastikowe torby, zastawa stołowa i pokrywki kubków nie rozkładają się podczas typowego procesu kompostowania i zanieczyszczają inne surowce wtórne. Tworzywa sztuczne sprawiają kłopoty recyklerom. Większość kompostowalnych tworzyw sztucznych jest wykonana głównie z poliestru zwanego kwasem polimlekowym (PLA), który jest ostatecznie składowany na wysypisku, a jego żywotność jest tak długa, jak trwałe tworzywa sztuczne.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley opracowali teraz metodę ułatwiającą rozkład tych kompostowalnych tworzyw sztucznych. Można je rozłożyć w ciągu kilku tygodni tylko za pomocą ogrzewania i wody, rozwiązując problem, który nurtuje przemysł tworzyw sztucznych i ekologów. Ting Xu, profesor na Wydziale Materiałoznawstwa i Inżynierii oraz na Wydziale Chemii Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, powiedział: GG: „Ludzie są teraz gotowi do przejścia na stosowanie polimerów biodegradowalnych w obróbce jednorazowych tworzyw sztucznych, ale jeśli okazuje się, że powoduje więcej problemów niż jest to warte. Wtedy polityka może się cofnąć, a teraz możemy rozwiązać utrzymujący się problem niebiodegradowalnych tworzyw jednorazowych." Xu jest starszym autorem artykułu opisującego ten proces, który ukaże się w tym tygodniu w czasopiśmie Nature.
Teoretycznie ta nowa technologia powinna mieć zastosowanie do innych rodzajów tworzyw poliestrowych i może być w stanie tworzyć kompostowalne pojemniki z tworzyw sztucznych. Pojemniki te są obecnie wykonane z polietylenu, poliolefiny, która nie ulega degradacji. Xu uważa, że tworzywa poliolefinowe najlepiej przetwarzać na produkty o wyższej wartości, a nie na kompost. Bada, jak przetwarzać recyklingowane tworzywa poliolefinowe do ponownego użycia.
Nowy proces obejmuje osadzanie enzymów zjadających poliester w procesie produkcji plastiku. Enzymy te są chronione prostą powłoką polimerową, aby zapobiec ich odwinięciu i uczynieniu bezużytecznymi. Pod wpływem ciepła i wody enzym pozbywa się swojego polimerowego opakowania i zaczyna rozkładać plastikowy polimer na części składowe. W przypadku kwasu polimlekowego jest on redukowany do kwasu mlekowego, którym mogą być mikroorganizmy glebowe w kompoście. Zapewnij odżywianie. Powłoka polimerowa również ulegnie degradacji.
Proces ten eliminuje mikrodrobiny plastiku, które są produktami ubocznymi wielu procesów degradacji chemicznej i same w sobie są zanieczyszczeniami. Do 98% tworzyw sztucznych wytworzonych przy użyciu technologii Xu' ulega degradacji na małe cząsteczki. Jeden ze współautorów badania, Aaron Hall, były doktorant Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, założył firmę, która ma dalej rozwijać te biodegradowalne tworzywa sztuczne.
Tworzywa sztuczne są zaprojektowane tak, aby nie rozkładały się podczas normalnego użytkowania, ale oznacza to również, że nie ulegną rozkładowi po wyrzuceniu. Najtrwalszy plastik ma strukturę molekularną, która jest prawie kryształowa. Włókna polimerowe są ułożone tak ciasno, że woda nie może do nich wniknąć, nie mówiąc już o mikroorganizmach, które mogą zgniatać polimer, który jest cząsteczką organiczną.
Enzymy takie jak lipaza (zielona kulka) mogą degradować polimery z tworzywa sztucznego z powierzchni. Ale przecinają łańcuch polimerów do woli, pozostawiając mikroplastik. Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley umieścił enzymy w plastiku, chronionym przez nanoklastry. Wbudowany enzym jest utrwalany w pobliżu końca łańcucha polimeru i w odpowiednich warunkach cieplnych i wilgotnościowych rozkłada cząsteczki polimeru od końca. Ta technologia zachowuje integralność tworzywa sztucznego podczas użytkowania, ale gdy użytkownik wywoła depolimeryzację, tworzywo sztuczne zawsze stanie się produktem ubocznym o małych cząsteczkach, który można poddać recyklingowi.
