Flasker lavet af lignocellulose, parfume lavet af æbler

Mange virksomheder arbejder på materialer, der ville være lige så lette og modstandsdygtige som plastik, men samtidig fuldt bionedbrydelige. Hvad hvis de kunne være lavet af... skrald? En moderne, Økologisk (affaldsfri - omdannelsen af ​​råmateriale til produkt når 100%) og økonomisk (kræver ikke høje temperaturer eller dyre katalysatorer) metode til at opnå organiske monomerer er ved at blive til i IPC PAS.

Det er svært at forestille sig vores moderne verden uden plastik, men det plastik, vi kender i dag, udgør også en stor trussel. Den strøer næsten alle jordens hjørner - den kan findes i dybet af Mariana-graven såvel som på Mount Everest. Hver enkelt af os, på den ene eller anden måde, forbruger 5 gram plastik hver uge – det er nok til et kreditkort – og det er ikke forbindelser, der er neutrale for vores helbred.

Men hvad nu hvis det lykkedes os at erstatte plastik med et materiale, der er lige så let, lige så modstandsdygtig og samtidig fuldt bionedbrydelig? Dette er ideen om, at et team af forskere fra Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences (IPC PAS), ledet af professor Juan Colmenares, arbejder på. De har taget et almindeligt produkt - hydroxymethylfurfural (HMF) - som i industriel skala opnås ved syrehydrolyse af opnåede sukkerarter, blandt andre, fra cellulose, lignin eller inulin. De har forvandlet det til aldehyd, 2, 5-diformylfurfural (DFF), en forbindelse, der finder anvendelse inden for så mange industriområder, at det ville tage flere linjer med tryk at liste dem alle. Det kan bruges til at fremstille medicin, kosmetik, dufte, kemiske midler, brændstoffer, men frem for alt - miljøvenlig plast. "Vi ønsker, at det er muligt at udskifte PET'er med noget, der nedbrydes på få måneder eller højst et par år, " forklarer professor Colmenares. "Dagens plastik, fremstillet af olie, indeholder phthalater og andre blødgørere - en slags "suppe" af organiske og endda uorganiske forbindelser - og ingen bakterier eller svampe kan i sig selv nedbryde dem. Det er derfor, de bliver så længe i skovene og havene. Materialer produceret baseret på DFF indeholder furaner - sukkerarter, og det, der kommer fra naturen, bliver bedre modtaget af naturen, " forklarer professoren. "Der har allerede været test af sådanne polymerer. De nedbrydes til monomerer, der ligner sukkerarter. Og sukker er en velsmagende godbid for mange mikroorganismer. Selv hvis en flaske af denne slags plastik smides ud i skoven, det vil nedbrydes meget hurtigere end konventionelle polymerer, senest efter nogle år."

Det er ikke selve produktet (DFF), der er nyt her, men metoden til at opnå det, beskrevet i et papir udgivet i Anvendt kat. B . Indtil nu, høje temperaturer (i størrelsesordenen 100-150 grader C) og kompliceret teknologi har været nødvendig, hvilket betød, at selvom det var økologisk, det kunne ikke konkurrere med olieprodukter. Professor Colmenares' team behøver kun en kasse, de selv producerer - en fotoreaktor, et lys (på nuværende tidspunkt er dette en LED-lampe, der udsender nær UV-375 nm, men i sidste ende skal energien blot leveres af solen) og en katalysator - mangandioxid nanotråde. "De er lange og meget, meget tynd, og deres struktur øger absorptionen af ​​lys. På grund af de unikke termofotokatalytiske egenskaber ved mangandioxid, nanoroderne har en meget større kontaktflade med udgangsmaterialets partikler og er bedre til at aktivere det. Så, stort set alle HMF skifter til DFF. 100%!", begejstret professoren. "Det er en affaldsfri metode, uden tilsætning af oxygen eller yderligere forbindelser (f.eks. hydrogenperoxid H ₂ O ₂ ). Oxygenet i luften er tilstrækkeligt til at opnå den rene monomer, der er nødvendig til produktion af lineære polymerer og ... f.eks. flasker som denne. Selv nanorods kan genbruges mange gange som fotokatalysatorer, fordi DFF ikke ødelægger dem, det frigiver ikke mangan 2+ og 4+ ioner, så derudover det behøver ikke at blive renset. De nødvendige betingelser er stuetemperatur og atmosfærisk tryk. På samme tid, der bruges et meget billigt og almindeligt materiale (manganoxid er ikke platin, guld eller sølv), og produktionsmetoden er enkel. De udfældes simpelthen, og alt du behøver er at vælge de rigtige betingelser for at processen skal være effektiv, " siger professor Colmenares, der beskriver opfindelsen. "I øjeblikket er vi begrænset af reaktorens kapacitet, men når vi ændrer det til en flowreaktor, vi vil kunne øge produktionen meget. Og, selvfølgelig, få patent, " tilføjer han.

Men vil så hurtigt nedbrydende plast ikke nedbrydes for hurtigt? Før, for eksempel, formår vi at drikke saften, der er hældt i den? "Ingen, "griner professoren, "I praksis tager det et par år at nedbryde, men selvom reaktionen skete hurtigere, brugeren ville højst drikke lidt "god" plastik. En der er uskadelig for kroppen. Generelt ville det simpelthen blive nedbrudt af vores tarmbakterier og deres enzymer."

Ud over, metoden udviklet af teamet ledet af professor Colmenares bruger affald. Noget der ellers ville ende i floder, forurener vandet, eller ville kræve et højt rensningsniveau, som det nu er tilfældet med papirindustriens affald. "I øjeblikket, sådant affald kan omdannes eller omdannes, for eksempel, til bioethanol, eller det kan brændes for at give energi til produktion, men hvis det kunne bruges bedre, dette ville være fantastisk. Alligevel, der er skrald nok til alt. Og skulle det vise sig, at der er penge i det, mange mennesker ville straks blive fundet til at rydde op, " siger professoren.

Polen er, for eksempel, en stor producent af æbler og juice, men ved vi, hvad der sker med al den æbleskal og alle affaldsprodukterne? Ikke meget, selvom vi "producerer" hundredvis af tons hvert år. "Det hældes i affaldsdeponeringen, det forurener vandet, optager ilt, og så er det slutningen på alt vandliv, "bekymrer professoren." I mellemtiden, den indeholder alt sukkeret, pektin og levuliniske forbindelser, som selv medicin kan fremstilles af, " forklarer han. Man kan lave meget ønskværdige forbindelser af noget, der hverken er lavet af olie eller kul, men fra affald. Dette er "hvordan man laver noget ud af ingenting."