Plast är mycket användbara material. De har bidragit med betydande fördelar till det moderna samhället. Men den oöverträffade mängden plast som producerats under de senaste decennierna har orsakat allvarliga miljöföroreningar.

Enbart förpackningar stod för 46 % av 340 miljoner ton plastavfall som genererades globalt under 2018. Även om plaståtervinningen har ökat markant de senaste åren, de flesta plaster som används idag är engångsbruk, icke-återvinningsbara och icke-biologiskt nedbrytbara.

Efterfrågan på mat kommer att fördubblas till 2050. Detta kommer sannolikt att öka mängden avfall från mat och dess plastförpackningar, sätter fattigare länder under enorm press att hantera avfallshantering.

För att ta itu med frågorna om miljöskador, vi behöver mer hållbara material som vi kan återvinna eller som bryts ned biologiskt. Det har skett en ökning av växtbaserad plast, men många av dessa kan bara komposteras med industriella processer, inte av folk hemma.

Nu har forskare vid University of Cambridge hittat ett sätt att göra plast av rikliga och hållbara växtproteiner. Inspirerad av spindelsilke, filmen fungerar på ett sätt som liknar andra plaster, men det går att kompostera hemma.

Typer av plast

Syntetisk och icke biologiskt nedbrytbar plast som vanligtvis används för livsmedelsförpackningar inkluderar polyetentereftalat (PET), polystyren (PS) och kristallint polyetentereftalat (CPET).

Det finns några processer på plats för att kassera PET – nämligen mekaniska och kemiska återvinningstekniker – men det mesta av plast runt om i världen skickas fortfarande till deponier. PET kan ta hundratals år att sönderfalla och det är inte biologiskt nedbrytbart. Det betyder att det kan fortsätta att förorena ekosystemet i många år.

Att tillverka plast kräver mycket energi. Sedan, när plast slängs, de orsakar miljöskador, inklusive global uppvärmning, utsläpp av växthusgaser och skador på marint liv.

Å andra sidan, det finns en del biologiskt nedbrytbar växtbaserad plast, såsom polymjölksyra (PLA), polybutylensuccinat (PBS), polykaprolakton) (PCL) och polyhydroxialkanoter (PHAs), som är miljövänligare än icke-förnybara polymerer.

PLA-polymerer tillverkas av förnybara resurser och har fördelen av att vara återvinningsbara och komposterbara. Detta gör PLA till ett mycket mer miljövänligt material än PET, PS och CPET. Dock, deras långsiktiga hållbarhet och stabilitet är lägre än deras syntetiska motsvarigheter.

Det nya materialet

Den nya forskningen har undersökt den potentiella användningen av en biologiskt nedbrytbar och förnybar polymer, som sojaprotein, att göra ett nytt material som skulle kunna vara ett alternativ till annan växtbaserad plast.

Forskarna skapade en växtbaserad plast och lade till nanopartiklar – partiklar mindre än en miljondels meter. Detta innebar att de kunde kontrollera materialets struktur för att skapa flexibla filmer, med ett material som ser ut som spindelsilke på molekylär nivå. De har kallat det för ett "veganskt spindelsilke".

Teamet använde olika tekniker, inklusive svepelektronmikroskopi och transmissionselektronmikroskopi för att studera filmens struktur.

De analyserade viktiga egenskaper, som barriäregenskaper och fuktupptagning. De fann att nanopartiklarna hjälpte till att öka de olika egenskaperna - styrka och långvarig hållbarhet och stabilitet - avsevärt.

Genom att skapa en plast med en mer miljövänlig tillverkningsprocess, tillverkad av hållbara material i sig, en betydande mängd energi kan sparas. Detta är en av de mest spännande delarna av denna studie.

Detta nya material kan hjälpa till att lösa några av de problem som plastföroreningar har orsakat miljön – genom att introducera ett material från förnybara källor med förbättrade egenskaper som är lämpliga för många tekniska tillämpningar, inklusive förpackning.

Studien kan hjälpa till att skala upp produktionen av hållbara förpackningsmaterial, använda naturresurser och mindre energiförbrukning, samtidigt som man minskar mängden plast som deponeras.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.