Odvisni smo od plastike, hkrati pa že leta poskušamo najti nadomestek . Nadomestek, ki bo služil istemu namenu, vendar ne bo proizvajal ton odpadkov in mikroplastike, kot se dogaja zdaj. Trenutno se razvija več alternativ, zdaj pa skupina raziskovalcev meni, da je našla prepričljivo rešitev: uporabo bakterij kot nekakšne žive tovarne za proizvodnjo plastike prihodnosti.
In to je res obetavno: trdno kot kovina, vendar pri razgradnji ne onesnažuje okolja.
Alternative so nujno potrebne
Glede na to odvisnost od plastike in dejstvo, da recikliranje ni najboljša stvar, v kateri smo resnično uspešni, so bili narejeni poskusi, da bi omejili njeno uporabo z različnimi predpisi. Glavni problem tega materiala je, da se pri razgradnji ne razgradi v celoti, ampak se razkroji na delce, znane kot mikroplastika.
Te delce se znajdejo v rekah, oceanih, hrani in naših telesih (našli so jih celo v jajčkih in materinem mleku ). Poleg tega mnoge od teh plastike izločajo strupene snovi, kot so ftalati in bisfenol A (BPA), ki so izredno škodljive in povezane z motnjami v delovanju hormonov in celo rakom. V iskanju alternative so raziskovalci z Univerze Rice in Univerze v Houstonu začeli eksperimente, da bi našli nadomestek za plastiko, ki izpolnjuje tri pogoje:
- Ne onesnažuje okolja.
- Da je enako trden ali celo trdnejši od plastike.
- Da ga je mogoče proizvajati v večjih količinah.
Centrifugiranje bakterij
Glede na to so se raziskovalci obrnili k bakterijski celulozi. Ta snov, ki jo v naravi proizvajajo nekatere bakterije, je zelo podobna rastlinski celulozi, vendar je tanjša. To ni preboj, saj je bakterijska celuloza že znana, vendar se zaradi svoje neorganizirane strukture in zapletenosti uporabe ni široko razširila.
Tako novost ni v samem materialu, ampak v tem, kako so ga uspeli pridobiti. Za pridobivanje te celuloze so razvili »rotacijski bioreaktor«. To je naprava, v katero dajo bakterije, ki proizvajajo celulozo, in jih držijo v tekočini. Uspeli so omejiti njihovo gibanje, da se ne premikajo naključno.
V bistvu, kot v pralnem stroju, vanj dajo bakterije in jih med proizvodnjo materiala vrtijo v določeno smer. Tako se vlakna, ki sestavljajo celulozo, ki so bila prej neorganizirana, zdaj uredijo. Seveda raziskovalci v študiji pojasnjujejo, da je to pomembno, saj tako kot pri drugih materialih (na primer jeklu ali ogljikovih vlaknih) končni material, ko so vlakna razvrščena v vrsto, pridobi lastnosti, ki ga delajo edinstvenega.
Lastnosti
Raznolike in zelo obetavne. Raziskovalna ekipa je podrobno opisala nov material:
- Biološko razgradljiv.
- Dovolj trden, da lahko nadomesti plastiko in tudi nekatere kovine.
- Prožnost in prosojnost.
O kakšni trdnosti govorimo? Trdnost na pretrganje do 436 MPa, kar se približuje trdnosti materialov, kot sta steklo ali aluminij , vendar z dodatno prednostjo: prožnostjo in prosojnostjo.
Lahko se legira
MASR Saadi je vodilni avtor raziskave in ena od značilnosti, ki jo je izpostavil, je možnost dodajanja dodatkov v material. »Ta metoda omogoča enostavno vključevanje različnih nanododatkov neposredno v bakterijsko celulozo, kar omogoča prilagajanje lastnosti materiala za konkretne naloge.«
Na primer, z dodajanjem nanolistov borovega nitrida se je trdnost povečala na 553 MPa, izboljšala pa se je tudi sposobnost materiala za razpršitev toplote, zaradi česar se je njegova toplotna učinkovitost v primerjavi s standardnimi vzorci povečala za trikrat.
Obljubljajoče
»Predvidevamo, da se bodo ti trpežni, večnamenski in okolju prijazni listi bakterijske celuloze razširili in nadomestili plastiko v različnih panogah,« pravi Muhammad Maksud Rahman, še eden od raziskovalcev, ki sodelujejo v projektu. Čeprav je ta bioplastik še v fazi laboratorijskih raziskav, je njegov industrijski potencial očitno.
Takšna večnamenskost bo omogočila uporabo materiala ne le za embalažo, ki je trenutno izdelana iz plastike, ampak tudi za tehnično tekstilijo zaradi njegove trdnosti in lastnosti, pa tudi za naprave za razpršitev toplote, upogljive zaslone, senzorje ali lahke konstrukcijske elemente, ki bi se lahko uporabljali v gradbenem sektorju.
A kot smo že povedali, je to izdelek, ki je svoj potencial pokazal v laboratorijskih pogojih, vendar ga čaka še dolga pot do trga. Če bo sploh kdaj prišel na trg.
