Forskare och ingenjörer från University of Bath har utvecklat biologiskt nedbrytbara cellulosamikropärlor från en hållbar källa som potentiellt kan ersätta skadliga plaster som bidrar till havsföroreningar.

Mikropärlor är små sfärer av plast som är mindre än 0,5 mm stora som läggs till personliga vård- och rengöringsprodukter inklusive kosmetika, solkrämer och fillers för att ge dem en jämn konsistens. Men de är för små för att avlägsnas av avloppsfiltreringssystem och hamnar därför i floder och hav, där de intas av fåglar, fisk och annat marint liv.

Det uppskattas att en enda dusch kan resultera i 100, 000 plastpartiklar som kommer in i havet, bidrar till de åtta miljoner ton plast som kommer ut i havet varje år. Man befarar att partiklarna kan komma in i näringskedjan, skadar vilda djur men också kan hamna i vår mat.

Som ett resultat av den senaste kampanjen från miljöorganisationer, Storbritanniens regering har lovat att förbjuda mikropärlor av plast 2017.

Nu ett forskarlag, från universitetets Center for Sustainable Chemical Technologies (CSCT), har utvecklat ett sätt att producera ett biologiskt nedbrytbart förnybart alternativ till plastmikropärlor i en skalbar, kontinuerlig tillverkningsprocess.

Pärlorna är gjorda av cellulosa, vilket är materialet som bildar de hårda fibrerna som finns i trä och växter. I denna process löser våra forskare upp cellulosan för att omvandla den till små pärlor genom att bilda droppar som sedan "ställs". Dessa mikropärlor är tillräckligt robusta för att förbli stabila i en kroppstvätt, men kan brytas ned av organismer vid reningsverket, eller till och med i miljön på kort tid.

Forskarna räknar med att de kan använda cellulosa från en rad "avfallskällor", inklusive från papperstillverkningsindustrin som en förnybar källa till råmaterial.

De har publicerat sina resultat i tidningen ACS Sustainable Chemistry and Engineering .

Dr Janet Scott, Läsare vid Institutionen för kemi och en del av CSCT, sa:"Mikropärlor som används i kosmetikaindustrin är ofta gjorda av polyeten eller polypropen, som är billiga och lätta att göra. Men dessa polymerer härrör från olja och de tar hundratals år att bryta ner i miljön.

"Vi har utvecklat ett sätt att göra mikropärlor av cellulosa, som inte bara kommer från en förnybar källa, men bryts också ned till ofarliga sockerarter.

"Vi hoppas att dessa i framtiden kan användas som en direkt ersättning för mikropärlor av plast."

Davide Mattia, Professor i kemiteknik och del av CSCT, sa:"Vårt mål var att utveckla en kontinuerlig process som kan skalas för tillverkning. Vi uppnådde detta genom att arbeta tillsammans från början, integrera processdesign och kemioptimering, visar styrkan i det tvärvetenskapliga tillvägagångssättet vi har i CSCT. "

Pärlorna tillverkas med hjälp av en lösning av cellulosa som tvingas genom små hål i ett rörformigt membran, skapar sfäriska droppar av lösningen som tvättas bort från membranet med hjälp av vegetabilisk olja. Pärlorna samlas sedan in, ställs in och separeras från oljan före användning.

De fysiska egenskaperna hos pärlorna kan justeras genom att ändra strukturen på cellulosan, till exempel att göra pärlorna hårdare. Ett lag, ledd av Dr Scott och inklusive professor Davide Mattia (kemiteknik) och professor Karen Edler (kemi) har också precis beviljats ​​medel på drygt en miljon pund av Engineering &Physical Sciences Research Council för att utveckla porösa pärlor, kapslar och mikrosvampar.

De kommer att arbeta med industriella partners, att utveckla material som kan användas i kosmetika och personliga vårdprodukter, eller impregnerad med jordbrukskemikalier för användning i, till exempel, långsam frisättning.