Milijarde tona plastičnog otpada zatrpaju naš svet. Većina se nakupila na tlu i u okeanima ili se raspala u sitne čestice poznate kao mikroplastika koje zagađuju vazduh i vodu, prodiru u vegetaciju i krvotok ljudi i drugih životinja.
Obim opasnosti koju predstavlja plastika raste iz godine u godinu, budući da je napravljena od masivnih molekula, poznatih kao polimeri, koji se ne razgrađuju lako. Trenutno, biorazgradiva plastika čini manje od jedne petine ukupne proizvedene količine plastike, a procesi potrebni za njihovo razgradnju su relativno glomazni.
U studiji objavljenoj u ACS Nano, dr Angelica Niazov-Elkan, dr Haim Veissman i prof. Boris Ribtchinski sa Odeljenja za molekularnu hemiju i nauku o materijalima na Veizmann institutu za nauku kreirali su novu kompozitnu plastiku koja se lako razgrađuje korišćenjem bakterija.
Ovaj novi materijal, proizveden kombinovanjem biorazgradivog polimera sa kristalima iz biološke supstance, ima tri glavne prednosti: jeftin je, jednostavan za pripremu i veoma jak. U studiji su učestvovali i pokojni dr Ejal Šimoni, dr KsiaoMeng Sui, dr Iishai Feldman i prof. H. Daniel Vagner.
Trenutno, mnoge industrije sa entuzijazmom usvajaju kompozitne plastike, koje se prave kombinovanjem dva ili više čistih materijala i poseduju različite korisne osobine kao što su lakoća i čvrstoća. Ova plastika sada služi za proizvodnju ključnih delova širokog spektra industrijskih proizvoda, od aviona i automobila do bicikala.
U potrazi za stvaranjem kompozitne plastike koja bi zadovoljila potrebe industrije, a istovremeno je ekološki prihvatljiva, istraživači Veizman-a su odlučili da se fokusiraju na uobičajene, jeftine izvorne materijale čija svojstva bi se mogla poboljšati.
Otkrili su da se molekuli tirozina — preovlađujuće aminokiseline koja formira izuzetno jake nanokristale — mogu koristiti kao efikasna komponenta u biorazgradivoj kompozitnoj plastici.
Nakon što su ispitali kako se tirozin kombinuje sa nekoliko vrsta polimera, izabrali su hidroksietil celulozu, derivat celuloze, koji se intenzivno koristi u proizvodnji lekova i kozmetike.
Sama po sebi, hidroksietil celuloza je slab materijal koji se lako raspada. Da bi se kombinovao sa tirozinom, dva materijala su pomešana zajedno u kipućoj vodi. Kada su se ohladili i osušili, nastala je izuzetno čvrsta kompozitna plastika, napravljena od nanokristala tirozina nalik vlaknima koji su prerasli u hidroksietil celulozu i integrisali se sa njom.
U jednom eksperimentu koji je otkrio snagu nove plastike, traka materijala debljine 0,04 milimetra izdržala je opterećenje od 6 kilograma. Štaviše, tim je otkrio da novi materijal ima nekoliko drugih jedinstvenih karakteristika, što ga čini još korisnijim za industriju.
Obično, kada se materijal ojača, gubi plastičnost. Ova nova kompozitna plastika, međutim, pored toga što je veoma jaka, takođe je duktilnija (savitljivija) od svoje osnovne komponente, hidroksietil celuloze. Drugim rečima, kombinovanjem ova dva materijala stvorena je sinergija koja se manifestuje pojavom izvanrednih svojstava i, shodno tome, ima ogroman industrijski potencijal.
Pošto su i celuloza i tirozin — čiji se kristali mogu naći u različitim vrstama tvrdog sira — jestivi, biorazgradiva kompozitna plastika se zapravo može jesti. Da li je i ukusno? Moraćemo da sačekamo da saznamo: Pošto proizvodni proces u laboratoriji nije dovoljno higijenski za namirnice, istraživači tek treba da gricnu.
Ribtchinski kaže: „Naredna studija koju smo već započeli mogla bi unaprediti komercijalni potencijal ovog novog materijala, pošto smo ključanje u vodi zamenili topljenjem, kao što je uobičajeno u industriji. To znači da zagrevamo biorazgradivi materijal. polimera dok ne postanu tečni, a zatim umešati tirozin ili druge odgovarajuće materijale.
„Ako uspemo da prevaziđemo naučne i tehničke izazove uključene u ovaj proces, moći ćemo da istražimo mogućnost proizvodnje ove nove kompozitne plastike u industrijskom obimu.“
