Lagets nästa steg är att hitta den bästa applikationen för samhällen och industrier som kan dra mest nytta av att använda limet, bilden här. Upphovsman:Boston University
För planetens och våra egna kroppars hälsa, Framtidens plast bör helst inte vara gjord av plast alls men ändå kunna fungera som plast. Ett särskilt viktigt jobb som plast utför varje dag är att få saker att fästa på en mängd olika ytor-som hur klibbiga delar fungerar på Post-it-lappar, Tejp, eller till och med plåster. Vid Boston University, Mark Grinstaff och hans team av forskare, som arbetar för att hitta miljövänliga alternativ till plast, bestämde sig för att utforma ett lim med klibbkraft men inte hållfasthet - ett biologiskt nedbrytbart material tillverkat av helt naturligt härledda kemiska komponenter som bryts ner efter användning.
"Vi kan ersätta nuvarande material som inte är nedbrytbara med något bättre för miljön och ändå behålla de egenskaper vi förväntar oss ur prestandasynpunkt, säger Grinstaff, en BU College of Engineering Distinguished Professor i translationell forskning, en professor i kemi vid högskolan för konst och vetenskap, och direktör för Grinstaff Group. "Vi kan ha båda, vi måste bara vara smarta om hur vi gör det. "
Efter två års experiment, Grinstaffs team presenterade nyligen ett alternativt lim i ett papper publicerat i Naturkommunikation . Teamet säger att limets formel enkelt kan anpassas för att passa ett brett utbud av industriella och medicinska tillämpningar som drar nytta av klibbiga material.
"Vi ville efterlikna plastbindarna i färger som får dem att fastna på väggen, "förklarar Anjeza Beharaj, som fick sin doktorsexamen i organisk kemi medan han arbetade i Grinstaffs lab, som främst fungerar med polymerer, stora molekylstrukturer som består av kemiskt länkade material.
Även om polymerer ofta anses vara synonymt med plast, de kan också vara tillverkade av naturligt härledda material - även vårt DNA anses vara en polymer. Beharaj och Grinstaff arbetade med grundforskaren Ethan McCaslin och William A.Blessing, som nyligen tog en doktorsexamen i kemi vid BU, att utveckla ett limsystem av biologiskt nedbrytbara polymerer som effektivt kan hålla sig till allt lika bra som, om inte bättre än, plastbaserade produkter på marknaden idag.
"Den viktigaste ingrediensen är koldioxid, "Beharaj förklarar. Ungefär 20 till 40 procent av det biologiskt nedbrytbara limet, som har konsistens av honung eller melass, består av CO 2 . "Vi tenderar att tänka på kol som en förorenande gas i atmosfären, och det kan vara, i för stora mängder. Men det som är spännande är att detta material återanvänder koldioxid som annars skulle gå ut i atmosfären, och det finns en potential för oljeraffinaderier och produktionsanläggningar att återanvända gasen för miljövänliga polymerer. Så det är en vinst för miljön och en vinst för konsumenten, eftersom det potentiellt kan sänka priset på varor sedan CO 2 är en billig råvara, " hon säger.
Grinstaff och Beharaj uppskattar att deras lim kommer att ta ett år eller mindre att bryta ner helt i miljön, till skillnad från plast som kommer att förorena deponier i tusentals år. (Tänk ett ögonblick på att varje plåster och bitar av tejp du någonsin har kastat fortfarande sitter i en sophög någonstans!)
"Detta representerar goda framsteg mot att göra produkter grönare, som borde vara en prioritet för det vetenskapliga samfundet just nu, "säger McCaslin (CAS'20), som arbetar mot en BA/MA i biokemi.
Han och Beharaj arbetade som bosatta assistenter på en BU -sovsal på Bay State Road, bli vänner innan de går ihop för att arbeta tillsammans i Grinstaffs labb.
McCaslin är hoppfull om att limmet "kommer att inspirera fler forskare att arbeta mot ett liknande mål att göra produkter mer miljövänliga, " han säger.
Grinstaffs team föreställer sig att den biologiskt nedbrytbara limlösningen kan skräddarsys för att passa de många behoven hos dagens plastlim. Genom att justera förhållandet mellan polymerer och CO 2 i varje parti lim, de kan göra materialets vidhäftning starkare, svagare, eller kan svara på vissa typer av ytor. Vidhäftningsstyrkan kan sträcka sig från skotsk tejp till permanent trälim, och det kan skräddarsys för att hålla fast vid metall, glas, trä, Teflon, och till och med våta ytor.
De naturligt härledda och biologiskt nedbrytbara materialen är också helt säkra att använda på eller i människokroppen, enligt Beharaj. Limmen kan eventuellt ersätta metall som används vid operationer för att hålla ihop ben, vilket gör vissa kirurgiska ingrepp mindre invasiva. De kan också användas på hudens yta för att skydda snitt, repor, sår, eller postoperativa snitt.
Med ett så stort utbud av möjligheter, nästa steg är att hitta det bästa sättet att använda och marknadsföra limen.
"Frågan just nu är att hitta den bästa applikationen, och vi börjar med att lära oss vad behoven är från olika samhällen, "säger Grinstaff." Människor inom det kirurgiska området kommer att ha en annan idé än någon i förpackningar, men vi kan ta itu med båda marknaderna. "
