Prawdziwa rewolucja w recyklingu. Bioplastik rozkłada się już w 40 godzin

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.

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.

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.