Βιοδιασπώμενα Πλαστικά: Πλαστικό με Ελεγχόμενη Διάρκεια Ζωής για Μείωση της Ρύπανσης
Χημικοί έχουν βρει έναν τρόπο να προγραμματίσουν το πλαστικό ώστε να διασπάται όταν δεν είναι πλέον απαραίτητο, μειώνοντας την περιβαλλοντική ρύπανση.
Χημικές προσθήκες στο πλαστικό που μιμούνται φυσικά πολυμερή όπως το DNA μπορούν να δημιουργήσουν υλικά που διασπώνται σε ημέρες, μήνες ή χρόνια αντί να ρυπαίνουν το περιβάλλον για αιώνες. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η νέα τους τεχνική θα οδηγήσει σε πλαστικά προϊόντα που εξυπηρετούν τον σκοπό τους και στη συνέχεια αυτοκαταστρέφονται με ασφάλεια.
Το 2022, περισσότεροι από ένα τέταρτο του δισεκατομμυρίου τόνοι πλαστικού απορρίφθηκαν παγκοσμίως και μόνο το 14% ανακυκλώθηκε – το υπόλοιπο είτε κάηκε είτε θάφτηκε. Η υπόσχεση ενός πρακτικού, βιοδιασπώμενου πλαστικού υπάρχει εδώ και τουλάχιστον 35 χρόνια και έχουν γίνει προσπάθειες να κατασκευαστούν τέτοια υλικά χρησιμοποιώντας τα πάντα, από μπαμπού μέχρι φύκια. Αλλά, στην πραγματικότητα, πολλά τέτοια υλικά είναι δύσκολο να κομποστοποιηθούν και οι παραγωγοί τους κάνουν μη ρεαλιστικούς ισχυρισμούς.
Τώρα, ο Yuwei Gu και οι συνεργάτες του στο Rutgers, The State University of New Jersey, αναπτύσσουν μια τεχνική για τη δημιουργία πλαστικών με ρυθμιζόμενη διάρκεια ζωής που θα μπορούσαν να διασπαστούν γρήγορα είτε σε κομπόστ είτε στο φυσικό περιβάλλον.
Ο Gu αναρωτήθηκε γιατί φυσικά, μακροσκελή πολυμερή όπως το DNA και το RNA μπορούν να διασπαστούν σχετικά γρήγορα, αλλά τα συνθετικά, όπως τα πλαστικά, δεν μπορούν, και αν υπήρχε τρόπος να αντιγραφεί η διαδικασία τους.
Τα φυσικά πολυμερή περιέχουν χημικές δομές που ονομάζονται γειτονικές ομάδες που βοηθούν στην αποδόμηση. Αυτές οι δομές τροφοδοτούν εσωτερικές αντιδράσεις που ονομάζονται νουκλεοφιλικές επιθέσεις που διακόπτουν τους δεσμούς στις πολυμερείς αλυσίδες – κάτι που απαιτεί μεγάλη ποσότητα ενέργειας με τα κανονικά πλαστικά.
Ο Gu και η ομάδα του δημιούργησαν τεχνητές χημικές δομές που μιμούνται αυτές τις γειτονικές ομάδες και τις πρόσθεσαν όταν έφτιαχναν νέα πλαστικά. Διαπίστωσαν ότι το υλικό που προέκυψε θα μπορούσε να διασπαστεί εύκολα και ότι αλλάζοντας τη δομή των προσθηκών, θα μπορούσαν να ρυθμίσουν πόσο καιρό το υλικό παρέμενε άθικτο πριν αποδομηθεί.
Αφού διασπαστεί το πλαστικό, οι μεγάλες πολυμερείς αλυσίδες μετατρέπονται σε μικρά θραύσματα, τα οποία ο Gu ελπίζει ότι είτε θα χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή νέων πλαστικών είτε θα διαλυθούν με ασφάλεια στο περιβάλλον.
«Αυτή η στρατηγική λειτουργεί καλύτερα για πλαστικά που επωφελούνται από την ελεγχόμενη αποδόμηση σε ημέρες έως μήνες, επομένως βλέπουμε ισχυρές δυνατότητες για εφαρμογές όπως οι συσκευασίες τροφίμων και άλλα καταναλωτικά υλικά βραχείας διάρκειας», λέει ο Gu. «Προς το παρόν, είναι λιγότερο κατάλληλο για πλαστικά που πρέπει να παραμείνουν σταθερά για δεκαετίες πριν διασπαστούν – όπως τα δομικά υλικά ή τα μακροπρόθεσμα δομικά στοιχεία».
Αλλά υπάρχουν αρκετά προβλήματα που πρέπει να λυθούν πριν αυτός ο τύπος πλαστικού μπορέσει να χρησιμοποιηθεί εμπορικά. Το υγρό που απομένει μετά την αποδόμηση των πλαστικών αποτελείται από θραύσματα πολυμερών αλυσίδων και απαιτούνται περαιτέρω δοκιμές για να διασφαλιστεί ότι αυτός ο ζωμός εξαρτημάτων δεν είναι τοξικός και επομένως μπορεί να απελευθερωθεί με ασφάλεια στη φύση.
Επίσης, το υπεριώδες φως απαιτείται επί του παρόντος για να ξεκινήσει η αποδόμηση, αν και αρκεί το φως του περιβάλλοντος ήλιου. Έτσι, έως ότου η ομάδα βρει τρόπους να δημιουργήσει υλικά που μπορούν να διασπαστούν στο σκοτάδι, οποιοδήποτε πλαστικό που είναι θαμμένο ή καλυμμένο με άλλο τρόπο θα παραμείνει στο περιβάλλον σχεδόν επ’ αόριστον.
Τι είναι τα Βιοδιασπώμενα Πλαστικά και πώς βοηθούν;
Τα βιοδιασπώμενα πλαστικά, γνωστά και ως πλαστικά με ελεγχόμενη διάρκεια ζωής βοηθούν στη μείωση της ρύπανσης. Η ιδέα είναι ότι αντί τα πλαστικά να μένουν στο περιβάλλον για εκατοντάδες χρόνια, θα διασπώνται σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα. Αυτό επιτυγχάνεται με την προσθήκη χημικών στοιχείων που μιμούνται φυσικά πολυμερή.
Πλεονεκτήματα των Βιοδιασπώμενων Πλαστικών:
- Μείωση της ρύπανσης: Διασπώνται γρήγορα, μειώνοντας τη συσσώρευση πλαστικών απορριμμάτων.
- Φιλικά προς το περιβάλλον: Μπορούν να κομποστοποιηθούν.
- Εφαρμογές: Ιδανικά για συσκευασίες τροφίμων και άλλα προϊόντα βραχείας διάρκειας.
Προκλήσεις των Βιοδιασπώμενων Πλαστικών:
- Τοξικότητα: Απαιτούνται περισσότερες δοκιμές για να διασφαλιστεί ότι τα προϊόντα αποδόμησης δεν είναι τοξικά.
- Φως: Χρειάζονται υπεριώδες φως για να διασπαστούν πλήρως.
- Κόστος: Η παραγωγή τους μπορεί να είναι πιο ακριβή από τα συμβατικά πλαστικά.
Εφαρμογές των Πλαστικών με Ελεγχόμενη Διάρκεια Ζωής
Οι ερευνητές βλέπουν μεγάλες δυνατότητες για τα βιοδιασπώμενα πλαστικά σε πολλούς τομείς. Για παράδειγμα, συσκευασίες τροφίμων, προϊόντα μιας χρήσης και γεωργικά φιλμ. Ένα πασχαλινό τραπέζι γεμάτο φαγητά συχνά περιλαμβάνει πολλές πλαστικές συσκευασίες. Τα βιοδιασπώμενα πλαστικά θα μπορούσαν να μειώσουν σημαντικά τον όγκο των απορριμμάτων μετά τις γιορτές.
Μελλοντικές Εξελίξεις στα Βιοδιασπώμενα Πλαστικά
Οι επιστήμονες εργάζονται εντατικά για να βελτιώσουν τα βιοδιασπώμενα πλαστικά και να τα κάνουν πιο πρακτικά και φιλικά προς το περιβάλλον. Στόχος τους είναι να δημιουργήσουν πλαστικά που θα διασπώνται ακόμη και στο σκοτάδι και να διασφαλίσουν ότι τα προϊόντα αποδόμησης είναι εντελώς ακίνδυνα.
Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)
1. Τι σημαίνει βιοδιασπώμενο πλαστικό;
Το βιοδιασπώμενο πλαστικό είναι ένα πλαστικό που μπορεί να διασπαστεί από φυσικούς οργανισμούς, όπως βακτήρια και μύκητες, σε απλούστερες ουσίες. Αυτό συμβαίνει πολύ πιο γρήγορα από ό,τι με τα παραδοσιακά πλαστικά.
2. Είναι όλα τα πλαστικά ανακυκλώσιμα;
Όχι, δυστυχώς δεν είναι όλα τα πλαστικά ανακυκλώσιμα. Πολλοί τύποι πλαστικού καταλήγουν στις χωματερές ή στο περιβάλλον επειδή δεν μπορούν να ανακυκλωθούν με τις υπάρχουσες υποδομές.
3. Πώς μπορώ να βοηθήσω στη μείωση της πλαστικής ρύπανσης;
Μπορείτε να μειώσετε την πλαστική ρύπανση επιλέγοντας προϊόντα με λιγότερη συσκευασία, ανακυκλώνοντας σωστά τα πλαστικά, χρησιμοποιώντας επαναχρησιμοποιήσιμα δοχεία και τσάντες, και υποστηρίζοντας εταιρείες που χρησιμοποιούν βιώσιμες πρακτικές.