Как создать биоразлагаемый пластик вправду биоразлагаемым
Как создать биоразлагаемый пластик вправду биоразлагаемым
25 апреля 2021
Сгнить резвее полимерной плёнке посодействуют особые капсулы с ферментом.
С каждым годом в мире делается всё больше пластика. И всё больше пластика отчаливает на свалку совместно с иными отходами. Некое его количество попадает во вторичную переработку, но значимая часть полимерных отходов совместно с пищевым мусором оказывается погребённой на мусорных полигонах. Обыденные полимерные материалы, вроде целофана либо полипропилена, не распадаются от слова совершенно и способны столетиями пролежать в почве без каких-то высококачественных конфигураций. Но можно ли создать так, чтоб пластик сгнивал?
Измененная капсулами с ферментами полилактидная плёнка (слева). Справа — она же опосля трёхдневного компостирования. Фото: Christopher DelRe, UC Berkeley, Phys.org
Открыть в полном размере
‹
›
Можно, хотя с сиим не всё так гладко, как хотелось бы. Заместо условно нескончаемого целофана можно взять биоразлагаемый пластик на базе полилактида – полимера молочной кислоты. В отличие от целофана, который несъедобен для большинства микробов, желающих «съесть» полилактид намного больше. Но на практике биоразлагаемые пластики оказались не такие биоразлагаемые. Всё дело в том, что для их разложения нужны определённые условия, которые в действительности не много кем соблюдаются на свалках и мусорных полигонах. В итоге «биоразлагаемый» пакет, закопанный под многометровым слоем смешанных отходов, будет сгнивать весьма и весьма медлительно. Процесс можно убыстрить, сделав пластик наиболее «съедобным», но тогда мы проиграем в прочности изделий из такового пластика: те же пакеты будут нередко рваться, или их придётся созодать толще и растрачивать на создание избыточное сырьё.
Исследователи из Калифорнийского института в Беркли выдумали, как создать так, чтоб пакет из полилактида мог быть сразу и крепким, и очень биоразлагаемым. Для этого они добавили в полимерный материал фермент протеиназу К, способный разлагать полилактид до молекул молочной кислоты. Но если, что именуется, «пустить козла в огород», т.е. добавить фермент к веществу, которое он должен разлагать, как тогда достигнуть того, чтоб таковой пакет не развалился на куски ещё на полпути из магазина домой?
Для этого фермент должен пребывать «в спячке», пока пакет употребляется по предназначению, и проснуться, когда пакет преобразуется в мусор и попадает на свалку. Такового поведения от фермента можно достигнуть, если поместить его в капсулу – оболочку из специального полимерного материала, чувствительного к изменению среды, к примеру, к увеличению температуры и влажности. Оболочка не только лишь защитит полилактид от фермента, да и сам фермент от того, чтоб он не пришёл в негодность ранее положенного времени. У исследователей вышло сделать плёнку, которая вела себя, как обыденный пластик при комнатных критериях, но у которой «врубался» режим биоразлагаемости при попадании в среду с завышенной температурой и высочайшей влажностью. Похожие условия создаются, к примеру, при промышленном компостировании органических отходов.
Схожий подход можно использовать не только лишь к плёнкам, да и к иным материалам, наделяя их способностью к биоразложению при определённых критериях. С одной стороны, это поможет понизить загрязнение окружающей среды пластмассовыми отходами. С иной стороны, лучше, когда все образующиеся отходы идут на вторичную переработку, которая дозволяет сохранять ресурсы, затрачиваемые на создание новейшего материала. И тут «умные» материалы будут мешать получать высококачественное сырьё за счёт контраста собственного хим состава. Пока что существует тенденция к использованию биоразлагаемых полимерных материалов там, где их вторичная переработка была бы нерентабельной, к примеру, для пластиков, очень загрязнённых пищевыми отходами. По мере совершенствования системы разделения мусора и сотворения новейших материалов, можно будет сдвигать этот баланс в ту либо иную сторону для экономии ресурсов нашей планетки.
Источник: