Vissa biologiskt nedbrytbara plaster kan i framtiden tillverkas av socker och koldioxid, ersättning av ohållbar plast tillverkad av råolja, efter forskning av forskare från Center for Sustainable Chemical Technologies (CSCT) vid University of Bath.

Säkrare form av polykarbonatplast

Polykarbonat används för att göra dryckesflaskor, linser för glasögon och i reptåliga beläggningar för telefoner, CD- och DVD-skivor

Nuvarande tillverkningsprocesser för användning av polykarbonat BPA (förbjudet att använda i nappflaskor) och mycket giftigt fosgen, användes som kemiskt vapen under första världskriget

Badforskare har gjort alternativa polykarbonater av socker och koldioxid i en ny process som också använder låga tryck och rumstemperatur, gör det billigare och säkrare att producera

Denna nya typ av polykarbonat kan bionedbrytas tillbaka till koldioxid och socker med hjälp av enzymer från jordbakterier

Denna nya plast är biokompatibel så den kan i framtiden användas för medicinska implantat eller som ställningar för att odla ersättningsorgan för transplantation.

Polykarbonater från socker erbjuder ett mer hållbart alternativ till traditionellt polykarbonat från BPA, Men processen använder en mycket giftig kemikalie som kallas fosgen. Nu har forskare vid Bath utvecklat en mycket säkrare, ännu mer hållbart alternativ som tillsätter koldioxid till sockret vid låga tryck och rumstemperatur.

Biologiskt nedbrytbart och biokompatibelt

Den resulterande plasten har liknande fysikaliska egenskaper som de som härrör från petrokemikalier, vara stark, transparent och reptålig. Den avgörande skillnaden är att de kan degraderas tillbaka till koldioxid och socker med hjälp av de enzymer som finns i jordbakterier.

Den nya BPA-fria plasten kan potentiellt ersätta nuvarande polykarbonater i föremål som nappflaskor och matbehållare, och eftersom plasten är biokompatibel, den kan också användas för medicinska implantat eller som byggnadsställningar för att odla vävnader eller organ för transplantation.

Dr Antoine Buchard, Whorrod Research Fellow vid universitetets kemiska institution, sa:"Med en ständigt växande befolkning, det finns en ökande efterfrågan på plast. Denna nya plast är ett förnybart alternativ till fossilbränslebaserade polymerer, potentiellt billigt, och, eftersom det är biologiskt nedbrytbart, kommer inte att bidra till att odla hav och deponier.

"Vår process använder koldioxid istället för den mycket giftiga kemiska fosgenen, och producerar en plast som är fri från BPA, så inte bara är plasten säkrare, men tillverkningsprocessen är också renare."

Använder naturen för inspiration

Dr Buchard och hans team vid Center for Sustainable Chemical Technologies, publicerade sitt arbete i en serie artiklar i tidskrifterna Polymerkemi och Makromolekyler .

Särskilt, de använde naturen som inspiration för processen, använda sockret som finns i DNA som kallas tymidin som en byggsten för att göra en ny polykarbonatplast med mycket potential.

Doktorand och första författare till artiklarna, Georgina Gregory, förklarade:"Tymidin är en av enheterna som utgör DNA. Eftersom det redan finns i kroppen, det betyder att denna plast kommer att vara biokompatibel och kan användas säkert för vävnadstekniska tillämpningar.

"Egenskaperna hos den här nya plasten kan finjusteras genom att justera den kemiska strukturen – till exempel kan vi göra plasten positivt laddad så att celler kan hålla fast vid den, vilket gör den användbar som en ställning för vävnadsteknik." Sådant vävnadstekniskt arbete har redan påbörjats i samarbete med Dr Ram Sharma från Chemical Engineering, ingår också i CSCT.

Använder sockerarter som förnybara alternativ till petrokemikalier

Forskarna har också tittat på att använda andra sockerarter som ribos och mannos.

Dr Buchard tillade:"Kemister har 100 års erfarenhet av att använda petrokemikalier som råvara, så vi måste börja använda förnybara råvaror som socker som bas för syntetiska men hållbara material. Det är tidiga dagar, men framtiden ser lovande ut. "