Tworzywa lekkie i odporne jak plastik, a przy tym w pełni biodegradowalne i… tworzone z odpadów? Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN zapowiadają, że pracują nad ekologiczną, bezodpadową i ekonomiczną metodą uzyskiwania organicznych monomerów.
Dzisiejsze plastiki, tworzone z ropy naftowej zawierają ftalany i inne plastyfikatory – „zupę” związków organicznych, a nawet nieorganicznych, których żadna bakteria ani grzyb nie rozkłada sam z siebie. Dlatego tak długo zalegają w lasach i morzach – mówi prof. Juan Carlos Colmenares z Instytutu Chemii Fizycznej PAN. I zapowiada – Chcemy, żeby można było zastąpić PET-y czymś, co rozkładałoby się kilka miesięcy, najwyżej kilka lat.
Zespół prof. Colmenaresa pracuje nad tworzywem równie lekkim, równie odpornym jak plastik, a przy tym w pełni biodegradowalnym. Opracowali nową metodę wytwarzania DFF (2,5-diformylofurfural). Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie „Applied Catalysis B: Environmental”
Do tej pory jednak, aby wytworzyć DFF, potrzeba było stosunkowo wysokich temperatur (rzędu 100-150 st. C) i skomplikowanej technologii. A to sprawiało, że ten materiał, choć ekologiczny, nie mógł konkurować z produktami z ropy naftowej.
Tymczasem DFF to związek jak marzenie – mimo kosztów jego produkcji zdążył znaleźć zastosowanie w bardzo wielu dziedzinach przemysłu. Przydaje się nie tylko w produkcji przyjaznego środowisku plastiku, ale i m.in. w produkcji leków, kosmetyków, zapachów, środków chemicznych czy paliw.
Naukowiec wyjaśnia, że były już testy polimerów wyprodukowanych na bazie DFF. – Rozkładają się one do monomerów przypominających cukry. A cukry to łakomy kąsek dla wielu mikroorganizmów. Nawet, gdyby butelkę z takiego tworzywa wyrzucić do lasu, to się rozłoży o wiele szybciej niż konwencjonalne polimery, najdalej po paru latach – zapewnia.
Nie sam produkt (DFF) jednak jest tu nowością, lecz metoda jego uzyskiwania. Badacze wytworzyli związek z HMF (hydroksymetylofurfuralu) – a to materiał, który na skalę przemysłową otrzymuje się z produktów takich jak celuloza, lignina czy inulina – często odpadów przemysłu papierniczego.
Aby przekształcić HMF w DFF – metodą zespołu prof. Colmenaresa – potrzebna jest skonstruowana przez badaczy puszka – fotoreaktor. Reakcja zachodzi tam pod wpływem światła (na razie używane są tam lampy LED, ale docelowo energii ma dostarczać po prostu słońce).
Sercem reakcji jest katalizator, którym są nanopręciki ditlenku manganu. – Są długie i bardzo, bardzo cienkie, a ich budowa zwiększa absorpcję światła. (…) Praktycznie cały HMF zmienia się w DFF – cieszy się profesor.
Naukowiec zapewnia, że metoda produkcji DFF z HMF jest bezodpadowa. Wyjaśnia, że wystarczy tlen z powietrza, by uzyskać czysty monomer potrzebny do produkcji polimerów liniowych i… np. butelek. A nanopręciki można wykorzystywać wielokrotnie jako fotokatalizator, bo DFF ich nie niszczy. Reakcja zachodzić może w temperaturze pokojowej, w ciśnieniu atmosferycznym.
A czy taki szybko rozkładający się plastik nie rozłoży się za szybko? Zanim np. zdążymy wypić nalany do niego sok? – Nie! Praktycznie potrzeba do rozkładu kilku lat – tłumaczy profesor. Przekonuje jednak, że polimer jest nieszkodliwy dla człowieka i zdołają go rozłożyć nawet enzymy i bakterie jelitowe obecne w ludzkim organizmie.
PAP – Nauka w Polsce
