Человечество сталкивается с постоянно растущей проблемой пластика, и, хотя биоразлагаемые и компостируемые пластики были восприняты как решение, они не смогли оправдать шумиху, поскольку для их разрушения требуются определенные процессы. Согласно исследованию, опубликованному в Nature , ученые из Калифорнийского университета в Беркли придумали способ более легкого разложения компостируемого пластика, используя только тепло и воду .
Этот процесс занимает всего несколько недель и может решить проблему, которая создавала головную боль переработчикам в течение многих лет, поскольку большинство компостируемых пластиков, которые в основном состоят из полиэфира, известного как полимолочная кислота (PCL), попадают на свалки и в последнюю очередь пока нормальный пластик.
Как?
Согласно пресс-релизу, ученые внедрили специальные молекулы, представляющие собой ферменты, которые способны разрушать пластик и превращать его в молочную кислоту в определенных условиях в пластик из PCL .
Обернутые полимерами, ферменты помещаются внутрь пластиковых волокон, и при воздействии воды и тепла происходит волшебство, в частности, разрушение пластика.
«Если у вас есть фермент только на поверхности пластика, он просто очень медленно протравится», — сказал Тинг Сюй , профессор материаловедения, инженерии и химии Калифорнийского университета в Беркли и старший автор. «Вы хотите, чтобы он распределялся повсюду наноскопически, так что, по сути, каждому из них просто нужно разъедать своих полимерных соседей, а затем весь материал распадается».
В ходе экспериментов команде удалось добиться разложения своего специального PLA за шесть дней при 122 ° F (50 ° C). PCL разложился в течение шести дней при 104 ° F (40 ° C).
Самым замечательным в этом методе является то, что он может биоразлагать до 98 процентов пластика на мелкие молекулы, не оставляя после себя никаких микропластиков.
Однако означает ли это, что ваши любимые предметы одежды из этого материала могут исчезнуть, когда они коснутся воды, как это случилось с енотом, который мыл сахарную вату перед тем, как съесть ее? Ну нет. По словам команды, модифицированный полиэстер не разрушается при низких температурах или в течение коротких периодов влажности. Пока вы стираете его при прохладной температуре, это не проблема. Конечно, потоотделение тоже не проблема.
Пластик, переработка и будущее
«Эти результаты обеспечивают основу для рациональной конструкции полимерных материалов, которые могут разрушаться в относительно короткие сроки, что может дать значительные преимущества для армейской логистики, связанной с управлением отходами», — пояснила Стефани МакЭлхинни, доктор философии, руководитель программы в Исследовательском центре армии. Офис.
«В более широком смысле, эти результаты дают представление о стратегиях включения активных биомолекул в твердотельные материалы, которые могут иметь значение для множества будущих возможностей армии, включая зондирование, дезактивацию и самовосстановление материалов».
Этот процесс запрограммированной деградации может проложить путь для разумной утилизации многих объектов. В настоящее время команда изучает, как применить этот метод к другим типам пластика . Если они также получат контроль над уровнем биоразлагаемости, это может позволить им частично биоразлагать пластик, а затем переработать остальное в новый пластик.
«Для миллениалов полезно подумать об этом и начать разговор, который изменит способ взаимодействия с Землей», — сказал Сюй. «Посмотрите, сколько ненужных вещей мы выбрасываем: одежду, обувь, электронику, например мобильные телефоны, и компьютеры. Мы забираем вещи с Земли быстрее, чем можем их вернуть. Не возвращайтесь на Землю, чтобы добыть эти вещи. материалы, но добыть все, что у вас есть, а затем преобразовать это во что-нибудь другое «.
На пути к решению нашей проблемы с пластиком это только одно из достижений, над которыми работают инженеры и ученые. Недавно началось строительство первого в мире завода промышленного масштаба, в котором будет использоваться новый процесс, позволяющий перерабатывать все формы пластиковых отходов.