Många företag arbetar med material som skulle vara lika lätta och motståndskraftiga som plast men samtidigt helt biologiskt nedbrytbara. Tänk om de kunde vara gjorda av ... skräp? En modern, ekologisk (avfallsfri-omvandlingen av råmaterial till produkt når 100%) och ekonomisk (kräver inte höga temperaturer eller dyra katalysatorer) metod för att erhålla organiska monomerer blir till vid IPC PAS.

Det är svårt att föreställa sig vår moderna värld utan plast, men plasten vi känner till idag utgör också ett stort hot. Det kullar i stort sett alla jordens hörn - det finns i djupet av Marianagraven såväl som på Mount Everest. Var och en av oss, på ett eller annat sätt, konsumerar 5 gram plast varje vecka - det räcker för ett kreditkort - och det här är inte ämnen som är neutrala för vår hälsa.

Men tänk om vi lyckades byta ut plast mot ett material som är lika lätt, lika resistenta och samtidigt helt biologiskt nedbrytbara? Detta är tanken att ett team av forskare från Institute of Physical Chemistry vid polska vetenskapsakademien (IPC PAS), ledd av professor Juan Colmenares, jobbar på. De har tagit en gemensam produkt - hydroximetylfurfural (HMF) - som i industriell skala erhålls genom sur hydrolys av erhållna sockerarter, bland andra, från cellulosa, lignin eller inulin. De har gjort det till aldehyd, 2, 5-diformylfurfural (DFF), en förening som hittar en applikation inom så många industriområden att det skulle ta flera rader med tryck för att lista dem alla. Det kan användas för att producera läkemedel, kosmetika, dofter, kemiska medel, bränslen, men framför allt miljövänlig plast. "Vi vill att det är möjligt att ersätta PET med något som bryts ner om några månader eller högst några år, "förklarar professor Colmenares." Dagens plast, tillverkad av petroleum, innehåller ftalater och andra mjukgörare - en slags "soppa" av organiska och till och med oorganiska föreningar - och inga bakterier eller svampar på egen hand kan bryta ner dem. Det är därför de stannar så länge i skogarna och haven. Material som produceras baserat på DFF innehåller furaner - sockerarter, och det som kommer från naturen tas bättre emot av naturen, "förklarar professorn." Det har redan gjorts tester av sådana polymerer. De bryts ner i monomerer som liknar sockerarter. Och socker är en godbit för många mikroorganismer. Även om en flaska av den här typen av plast kastas i skogen, det kommer att sönderdelas mycket snabbare än konventionella polymerer, senast efter några år. "

Det är inte själva produkten (DFF) som är ny här, men metoden för att få det, beskrivs i en artikel publicerad i Applied Cat. B . Tills nu, höga temperaturer (i storleksordningen 100-150 grader C) och komplicerad teknik har behövts, vilket innebar att även om det är ekologiskt, den kunde inte konkurrera med petroleumprodukter. Professor Colmenares team behöver bara en låda de själva producerar - en fotoreaktor, ett ljus (för närvarande är detta en LED -lampa som avger nära UV — 375 nm, men i slutändan ska energin tillhandahållas helt enkelt av solen) och en katalysator - nanotrådar av mangandioxid. "Dessa är långa och väldigt, väldigt smal, och deras struktur ökar absorptionen av ljus. På grund av de unika termofotokatalytiska egenskaperna hos mangandioxid, nanoroderna har en mycket större kontaktyta med partiklarna i utgångsmaterialet och är bättre på att aktivera det. Så, praktiskt taget alla HMF ändras till DFF. 100%! "Entusiastiserar professorn." Det är en avfallsfri metod, utan tillsats av syre eller ytterligare föreningar (t.ex. väteperoxid H ₂ O ₂ ). Syret i luften räcker för att erhålla den rena monomer som behövs för framställning av linjära polymerer och ... till exempel såna flaskor. Även nanoroderna kan återanvändas många gånger som fotokatalysatorer, eftersom DFF inte förstör dem, det släpper inte ut mangan 2+ och 4+ joner, så dessutom, det behöver inte renas. Förutsättningarna är rumstemperatur och atmosfärstryck. På samma gång, ett mycket billigt och vanligt material används (manganoxid är inte platina, guld eller silver), och produktionsmetoden är enkel. De utfäller helt enkelt och allt du behöver är att välja rätt förutsättningar för att processen ska vara effektiv, "säger professor Colmenares, beskriver uppfinningen. "För närvarande är vi begränsade av reaktorns kapacitet, men när vi ändrar det till en flödesreaktor, vi kommer att kunna öka produktionen kraftigt. Och, självklart, skaffa patent, " han lägger till.

Men kommer inte så snabbt nedbrytande plast att gå sönder för snabbt? Innan, till exempel, vi lyckas dricka saften som hälls i den? "Nej, "skrattar professorn, "I praktiken tar det några år att brytas ned, men även om reaktionen skedde snabbare, användaren skulle som mest dricka lite "bra" plast. En som är ofarlig för kroppen. Generellt sett skulle det helt enkelt försämras av våra tarmbakterier och deras enzymer. "

Dessutom, metoden som utvecklats av teamet som leds av professor Colmenares använder skräp. Något som annars skulle hamna i floder, förorenar vattnet, eller skulle kräva en hög reningsnivå, som nu är fallet med pappersindustrins avfall. "För närvarande, sådant avfall kan omvandlas eller omvandlas, till exempel, i bioetanol, eller det kan brännas för att ge energi till produktionen, men om den kunde användas bättre, detta skulle vara fantastiskt. I alla fall, det finns tillräckligt med skräp för allt. Och skulle det visa sig att det finns pengar i det, många människor skulle omedelbart hittas för att städa upp det, säger professorn.

Polen är, till exempel, en stor producent av äpplen och juice, men vet vi vad som händer med allt det där äppelskalet och alla restprodukter? Inte mycket, även om vi "producerar" hundratals ton varje år. "Det hälls i avfallshanteringen, det förorenar vattnet, tar upp syre, och då är det slutet på allt vattenliv, "oroar professorn." Samtidigt, den innehåller allt socker, pektin och levuliniska föreningar som även läkemedel kan tillverkas av, "förklarar han. Du kan göra mycket önskvärda föreningar av något som varken är tillverkat av olja eller kol, men från avfall. Detta är "hur man gör något av ingenting."