Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Forskere skaber vandnedbrydelig plast, der kombinerer stivelse og cellulose

Fig. 1. Marine bionedbrydeligt plastpræparat fra stivelse og cellulose. Kredit:Osaka University

Hovedårsagen til akkumulering af havaffald er dumpning af plastikaffald i havene, da det meste plastik ikke nedbrydes, når det efterlades i miljøet. Marine bionedbrydelig plast er tidligere blevet udviklet i Japan, med PHBH (af Kaneka Corporation) og PBS (af Mitsubishi Chemical Corporation) tilgængelige i øjeblikket. Imidlertid, disse er begge kategoriseret som alifatiske polyestere og er af dårlig kvalitet sammenlignet med konventionel plast som polyethylen og polypropylen, mens den kun kan produceres i lavt udbytte (ca. titusindvis af tons om året sammenlignet med en årlig global produktion på 300 millioner tons for konventionel plast) og til mere end dobbelt så meget som prisen for konventionel plast, som alle er faktorer, der har begrænset deres anvendelse. Dermed, der har været en stærk efterspørgsel efter udvikling af en billig og masseproducerbar marine bionedbrydelig plast til at tackle det voksende problem med havaffald.

En gruppe forskere ledet af lektor Taka-Aki Asoh og professor Hiroshi Uyama fra Graduate School of Engineering, Osaka Universitet, har, i samarbejde med Nihon Shokuhin Kako Co., kombineret de allestedsnærværende biomasser stivelse og cellulose for at udvikle en marine bionedbrydelig plast. Stivelse er hovedbestanddelen af ​​de kulhydrater, der findes i majs, knolde, og rødder såsom kartofler; cellulose er hovedbestanddelen af ​​planter og almindeligvis kendt som bomuldsfibre. Ved at bruge deres unikke teknologi, forskerne forbedrede stivelsens vandbestandighed betydeligt, og det resulterende kompositplademateriale viste fremragende vandmodstand og høj styrke ud over dets høje niveauer af biologisk nedbrydelighed i havvand.

Lektor Asoh siger, "Fordi disse materialer er billige, og fremstillingsprocessen er enkel, vi kan forvente, at det udviklede materiale snart vil blive taget i praktisk brug. Vi har store forventninger til, at vores materiale vil hjælpe med at løse det voksende globale problem med akkumulering af havaffald og have en stor samfundsmæssig påvirkning."

  • Fig. 2. Udvikling af den transparente og højstyrke stivelse/cellulose kompositplade. Kredit:Osaka University

  • Fig. 3. Elektronmikrofotografi, der viser den marine bionedbrydelighed af kompositpladen. Kredit:Osaka University

Om virkningerne af deres nyudviklede teknik, Professor Uyama tilføjer, "Den effektive brug af billig biomasse, hvilket er, hvad vores teknik giver, vil føre til en reduktion af drivhusgasser (f. CO 2 ) emissioner, og dermed placere denne teknologi blandt de vigtigste miljøteknologier, der kommer fra Japan til ratificeringen af ​​Paris-aftalen."

Dette produkt forventes ikke kun at bidrage væsentligt til en reduktion i mængden af ​​nyt havaffald, der deponeres globalt, men også til en mere effektiv og bæredygtig materialekredsløbsproces og til reduktion af drivhusgasser, giver det potentialet til at muliggøre realiseringen af ​​FN's mål for bæredygtig udvikling, COP25, og politikkerne for det japanske regeringsledede Moonshot Program (mål 4, ressourcecirkulation).