Forskere laver plastik af sukker og kuldioxid

Noget biologisk nedbrydeligt plastik kan i fremtiden fremstilles ved hjælp af sukker og kuldioxid, erstatte uholdbar plast fremstillet af råolie, efter forskning udført af forskere fra Center for Sustainable Chemical Technologies (CSCT) ved University of Bath.

Sikrere form for polycarbonatplast

Polycarbonat bruges til fremstilling af drikkevareflasker, linser til briller og i ridsefaste belægninger til telefoner, CD'er og DVD'er

Nuværende fremstillingsprocesser til polycarbonat bruger BPA (forbudt i sutteflasker) og meget giftigt fosgen, brugt som kemisk våben i Første Verdenskrig

Badeforskere har lavet alternative polycarbonater ud fra sukkerarter og kuldioxid i en ny proces, der også bruger lavt tryk og stuetemperatur, gør det billigere og sikrere at producere

Denne nye type polycarbonat kan bionedbrydes tilbage til kuldioxid og sukker ved hjælp af enzymer fra jordbakterier

Denne nye plastik er biokompatibel, så den kan i fremtiden bruges til medicinske implantater eller som stilladser til dyrkning af erstatningsorganer til transplantation.

Polycarbonater fra sukkerarter er et mere bæredygtigt alternativ til traditionelt polycarbonat fra BPA, men processen bruger et meget giftigt kemikalie kaldet fosgen. Nu har forskere ved Bath udviklet en meget sikrere, endnu mere bæredygtigt alternativ, som tilføjer kuldioxid til sukkeret ved lavt tryk og ved stuetemperatur.

Biologisk nedbrydelig og biokompatibel

Den resulterende plast har lignende fysiske egenskaber som dem, der stammer fra petrokemikalier, være stærk, gennemsigtig og ridsefast. Den afgørende forskel er, at de kan nedbrydes tilbage til kuldioxid og sukker ved hjælp af de enzymer, der findes i jordbakterier.

Den nye BPA-fri plast kan potentielt erstatte nuværende polycarbonater i genstande som sutteflasker og madbeholdere, og da plastikken er biokompatibel, det kan også bruges til medicinske implantater eller som stilladser til dyrkning af væv eller organer til transplantation.

Dr. Antoine Buchard, Whorrod-forsker ved universitetets kemiafdeling, sagde:"Med en stadigt voksende befolkning, der er en stigende efterspørgsel efter plast. Denne nye plastik er et fornybart alternativ til fossilt brændstofbaserede polymerer, potentielt billigt, og, fordi det er biologisk nedbrydeligt, vil ikke bidrage til dyrkning af hav- og lossepladsaffald.

"Vores proces bruger kuldioxid i stedet for det meget giftige kemiske fosgen, og producerer en plast, der er fri for BPA, så plastikken er ikke kun mere sikker, men fremstillingsprocessen er også renere."

Brug naturen til inspiration

Dr. Buchard og hans team ved Center for Sustainable Chemical Technologies, udgivet deres arbejde i en række artikler i tidsskrifterne Polymerkemi og Makromolekyler .

I særdeleshed, de brugte naturen som inspiration til processen, ved at bruge sukkeret, der findes i DNA kaldet thymidin, som en byggesten til at lave en ny polycarbonatplast med et stort potentiale.

Ph.d.-studerende og førsteforfatter til artiklerne, Georgina Gregory, forklaret:"Thymidin er en af ​​de enheder, der udgør DNA. Fordi det allerede er til stede i kroppen, det betyder, at denne plast vil være biokompatibel og kan bruges sikkert til vævstekniske applikationer.

"Egenskaberne af denne nye plastik kan finjusteres ved at justere den kemiske struktur – for eksempel kan vi gøre plastikken positivt ladet, så celler kan klæbe til den, gør det nyttigt som et stillads til vævsteknologi." Et sådant vævsingeniørarbejde er allerede startet i samarbejde med Dr. Ram Sharma fra Chemical Engineering, også en del af CSCT.

Brug af sukkerarter som vedvarende alternativer til petrokemikalier

Forskerne har også set på at bruge andre sukkerarter som ribose og mannose.

Dr. Buchard tilføjede:"Kemikere har 100 års erfaring med at bruge petrokemikalier som råmateriale, så vi er nødt til at begynde igen med at bruge vedvarende råvarer som sukkerarter som en base for syntetiske, men bæredygtige materialer. Det er tidligt, men fremtiden ser lovende ud."