Prawdziwa rewolucja w recyklingu. Bioplastik rozkłada się już w 40 godzin
Świat wciąż się rozwija, a dowodem tego jest nowo opracowany proces, który znacznie ułatwia rozłożenie biotworzyw. Trwa on zaledwie 40 godzin. Naukowcy wykorzystali enzym znajdujący się w… biodetergentach do prania. Czy wysypiska śmieci zmienią się na zawsze?
Ziemia coraz bardziej tonie w śmieciach. Stale tworzone są nowe wysypiska śmieci, jednocześnie różnego rodzaju, nielegalne odpady można spostrzec w naszych lasach. Według raportu OECD ilość śmieci z tworzyw sztucznych ma się prawie potroić do 2060 roku. Jedynie około 20 proc. odpadów tego typu poddawane jest recyklingowi, a około 50 proc. trafia wprost na wysypiska.
Biotworzywa odpowiedzią na problemy z recyklingiem?
Jednocześnie Environmental Action szacuje, że tylko w 2023 roku (na całym świecie) ponad 68 mln ton plastiku trafiło do środowiska ze względu na brak równowagi między produkcją tworzyw sztucznych a ich recyklingiem.
Jednym ze sposobów walki z wszechobecnymi tworzywami sztucznymi jest tworzenie biotworzyw, które bazują na trzcinie cukrowej, manioku, czy skrobi kukurydzianej. Jednakże i tutaj znajdą się dodatkowe problemy związane z kosztowną produkcją, czy też nieefektywnym recyklingiem mechanicznym. Ponadto ponowne wykorzystanie tego rodzaju tworzyw jest emisyjne, a przetworzone produkty odznaczają się słabą jakością.
Najczęściej wykorzystywanym w przemyśle bioplastikiem jest PLA, który jest polimerem powstałym z biologicznej syntezy kukurydzy, buraków cukrowych, ziemniaków lub trzciny cukrowej, lub chemicznej syntezy ropy naftowej. PLA otrzymywany z biologicznej syntezy jest biodegradowalny, z kolei ten z chemicznej syntezy rozkłada się znacznie dłużej. PLA znalazł zastosowanie m.in. w medycynie, weterynarii, farmacji, w przemyśle opakowaniowym czy włókienniczym.
Jak podają naukowcy, PLA wrzucony do przydomowego kompostu (przy temperaturze 50-60 stopni Celsjusza i dużej wilgotności) będzie się rozkładać od 45 do 60 lat.
Szybszy rozkład bioplastiku dzięki detergentom
Naukowcy z King’s College London odkryli, że do chemicznego recyklingu bioplastików (na wysypiskach śmieci) można wykorzystać enzymy znajdujące się w biologicznych detergentach do prania.
Jak wskazują specjaliści, zastosowanie tych enzymów zmienia kwas polimlekowy (PLA) w elementy (monomery, pojedyncze cząstki), które pozwalają na dalszy recykling. Jednakże najciekawszą częścią tej układanki jest czas - całkowity recykling odbywa się w mniej niż 40 godzin (przy temperaturze 90 stopni Celsjusza).
Dr Alex Brogan z King's College London stwierdza: "Inspiracją dla tego projektu był problem z bioplastikami stosowanymi w produktach medycznych i chirurgicznych, które rozkładają się w organizmie. Odwróciliśmy ten problem i zastosowaliśmy go w kwestii recyklingu jednorazowych bioplastików, których używamy w naszym codziennym życiu, przy użyciu powszechnego enzymu występującego w biologicznym proszku do prania".
Kontynuuje: "Możliwość wykorzystania biologii do dostarczania zrównoważonych rozwiązań poprzez chemię pozwala nam zacząć myśleć o odpadach jako o zasobach, dzięki czemu możemy odejść od ropy naftowej i innych nieodnawialnych źródeł, aby stworzyć materiały potrzebne do współczesnego życia".
Doktor Susana Meza Huaman z King's College w Londynie, mówi także: "Nasze badania stanowią pierwszy krok w opracowywaniu nowych technologii w zakresie gospodarowania odpadami w zakresie recyklingu bioplastików, które są tej samej jakości co produkt pierwotny".
Dodaje: "Do tej pory było to główne wyzwanie w recyklingu tworzyw sztucznych, ponieważ chociaż biotworzywa są wykonane z materiałów biologicznych, nie wszystkie nadają się do kompostowania, a większość obecnych metod recyklingu jest nieefektywna. Nasze podejście chemiczne znacznie przyspiesza degradację biotworzyw, umożliwiając ich recykling i ponowne wykorzystanie".
Jak podają naukowcy, przełom w recyklingu otwiera nowe możliwości dla gospodarki o obiegu zamkniętym - możliwości te mają zmniejszać zapotrzebowanie na materiały oparte na paliwach kopalnych i mają pomagać w pozbyciu się tworzyw sztucznych ze środowiska. Ponadto nowa metoda rozkładu biotworzyw ma zrewolucjonizować produkcję samych tworzyw sztucznych.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Cell Reports Physical Science.
