Plast erbjuder många fördelar för samhället och används ofta i vårt dagliga liv:de är lätta, billig och anpassningsbar. Dock, produktionen, bearbetning och bortskaffande av plast är helt enkelt inte hållbart, och utgör ett stort globalt hot mot miljön och människors hälsa. Miljövänlig bearbetning av återanvändbar och återvinningsbar plast som härrör från växtbaserade råvaror skulle vara en idealisk lösning. Än så länge, de tekniska utmaningarna har visat sig vara för stora. Dock, forskare vid universitetet i Göttingen har nu hittat en hållbar metod - "hydrosetting", som använder vatten under normala förhållanden - för att bearbeta och omforma en ny typ av hydroplastisk polymer som kallas cellulosacinnamat (CCi). Forskningen publicerades i Naturens hållbarhet .

Plast är polymerer, vilket innebär att deras molekylära struktur är uppbyggd av ett stort antal liknande enheter bundna tillsammans. För närvarande, de flesta plaster tillverkas med petrokemikalier som råmaterial, som är skadligt för vår miljö att både utvinna och kassera. I kontrast, cellulosa, som är huvudbeståndsdelen i växtcellväggar, är den vanligaste naturliga polymeren på jorden, utgör en nästan outtömlig källa till råmaterial. Genom att något modifiera en mycket liten del av cellulosakemin genom att införa en "cinnamoyl"-grupp, forskarna lyckades göra en specifik CCi som är lämplig för bildandet av en ny typ av bioplast med hydroplastiska (dvs. mjuka och formbara vid kontakt med vatten) polymerer.

Detta innebär att den kan formas med lite mer än vatten vid vardagstemperatur och tryck. Denna unika metod – känd som hydrosetting – gjorde det möjligt för forskarna att producera en mängd olika former helt enkelt genom att sänka ner bioplasten i vatten och låta den torka i luften. De gjutna formerna behöll sin stabilitet på lång sikt och kunde omformas om och om igen till en mängd olika 2D- och 3D-former. Även om plasten inte ska användas för direkt kontakt med vatten - eftersom den kommer att förlora sin form - kan den hålla vatten och användas i fuktiga förhållanden. CCi-bioplasterna visade mekaniska egenskaper av hög kvalitet jämfört med plaster som för närvarande används allmänt.

"Vår forskning ger en genomförbar metod att designa andra miljövänliga hydroplaster från förnybara resurser, " förklarar professor Kai Zhang från universitetet i Göttingen. "Detta borde öppna upp nya forskningsvägar, stimulerar ytterligare utforskning av andra hållbara bioplaster med överlägsna mekaniska egenskaper och nya funktioner."

Hydrohärdningsprocessen undviker dyra och komplexa maskiner och tuffa bearbetningsförhållanden. Denna miljövänliga metod förenklar plasttillverkningen i hög grad, göra deras bearbetning och återvinning mer ekonomisk och hållbar. "Denna forskning erbjuder en enorm potential för bioplaster som denna att användas i många olika situationer, som biologi, elektronik och medicin, " säger Zhang innan han lägger till:"Särskilt, plastens skadliga effekter på miljön, som är skadligt för alla former av liv på jorden, skulle minimeras genom att återanvända hydroplaster med sina unika egenskaper."