Nowy plastik wykonany z DNA, biodegradowalny i łatwy w recyklingu

0
23
views
Kubek wykonany z plastiku na bazie DNA. Zdjęcie: Dayong Yang z Uniwersytetu Tianjin w Chinach

W czasach, gdy zanieczyszczenia, we wszystkich swoich formach, stanowią coraz większe zagrożenie dla przyszłości planety, konieczne jest usprawnienie naszych procesów recyklingu i opracowanie materiałów, które łatwiej ulegają rozkładowi. W ramach tych wysiłków naukowcy z Uniwersytetu Tianjin w Chinach zaprojektowali łatwy do recyklingu, biodegradowalny plastik wykonany z DNA.

I wisienka na torcie: jego modelowanie wymaga niewielkiej ilości energii, podobnie jak recykling. Powstaje przez połączenie krótkich nici DNA z substancją chemiczną pochodzącą z oleju roślinnego, co daje miękki, podobny do żelu materiał. Żel można formować w formy, a następnie zestalać w procesie liofilizacji, który wysysa wodę z żelu w niskiej temperaturze.

Głównym powodem, dla którego tradycyjne tworzywa sztuczne są szkodliwe dla środowiska, jest to, że są one wytwarzane z nieodnawialnych produktów petrochemicznych, wymagają intensywnego ogrzewania i toksycznych chemikaliów, a ich rozkład zajmuje setki lat. Tylko niewielka część jest poddawana recyklingowi, reszta trafia na wysypiska śmieci, spalając lub zanieczyszczając środowisko na różne sposoby.

W przypadku alternatywnych tworzyw sztucznych pochodzących ze źródeł roślinnych, takich jak skrobia kukurydziana i algi, które cieszą się coraz większą popularnością, ponieważ są odnawialne i biodegradowalne, ich produkcja wymaga dużych nakładów energii i trudno je poddać recyklingowi. Dayong Yang z Uniwersytetu Tianjin w Chinach i jego koledzy chcieli zaprojektować plastik, który mógłby przezwyciężyć te problemy.

Koniecznie zajrzyj na f7.pl

Tworzywo sztuczne, które można rozłożyć przez zwykłe zanurzenie w wodzie.

Naukowcy stworzyli kilka obiektów przy użyciu swojej techniki, w tym kubek, elementy układanki, model cząsteczki DNA i element w kształcie hantli. Następnie poddawali recyklingowi te przedmioty, zanurzając je w wodzie, aby zamienić je z powrotem w żel, który może nadać im nowe kształty.

Fascynujące w tym plastiku jest to, że można go dowolnie rozkładać. „Większość badań koncentrowała się na opracowywaniu biodegradowalnych biotworzyw, ale jeśli naprawdę chcemy przejść w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym, powinniśmy mieć również możliwość ich recyklingu, aby się nie zmarnowały”, mówi Damian Laird z Uniwersytetu w Australii.

Kolejną zaletą tego nowego plastiku jest szeroka dostępność materiału wyjściowego, ponieważ szacuje się, że na Ziemi jest około 50 miliardów ton DNA. Yang i jego koledzy wykorzystali DNA z plemników łososia, ale można je również pozyskać ze źródeł odnawialnych, takich jak resztki upraw, glony lub bakterie.

Ponieważ produkcja plastiku DNA nie wymaga wysokich temperatur, wytwarza o 97% mniej emisji dwutlenku węgla niż plastik polistyrenowy i może zostać rozłożony przy użyciu enzymów trawiących DNA, jeśli nie jest to konieczne. „O ile nam wiadomo, tworzywa sztuczne oparte na DNA, które zasugerowaliśmy, są najbardziej ekologicznymi materiałami spośród wszystkich innych znanych tworzyw sztucznych” – dodaje.

Czytaj: LEGO zaczyna robić klocki z plastiku z recyklingu

Dwie główne wady tego tworzywa polegają na tym, że nie jest on tak wytrzymały jak tradycyjne tworzywa petrochemiczne i musi być utrzymywany w suchym miejscu, aby nie żelował. Dlatego prawdopodobnie najlepiej nadaje się do zastosowań takich jak materiały opakowaniowe i elektronika, wyjaśnia Yang.

„Możemy również uszczelnić plastik DNA, powlekając go wodoodpornymi chemikaliami, tak jak robimy to w przypadku papierowych kubków”, wyjaśnia Maryam Naebe z Universitu w Australii. Yang mówi, że jego zespół już planuje wytwarzać produkty komercyjne z tego plastiku.

Czytaj: Wracają Wrocławskie Targi Dobrych Książek