Inte alla nyheter om plast i havet är vad vi förväntar oss. I själva verket är det kanske inte riktigt så illa som man först trodde. Detta kommer som välkommen information när vi firar National Science Week med ett havstema.

Nyligen har forskning ledd av en ANSTO -forskare funnit att den strukturella nedbrytningen av plast i havet underlättar dess inträde i den naturliga kolscykeln effektivt som koldioxid.

Forskningen var en undersökning av fragmentering av förpackningar till mikroplast i havet.

Arbetet minskar inte det allvarliga hotet mot vilda djur från stora förpackningar men drar viktiga slutsatser om de faktorer som bestämmer livslängden för plast i miljön.

Studien leddes av Dr. Chris Garvey (instrumentforskare vid ANSTO:s australiensiska centrum för neutronspridning). Chris är för närvarande stipendiat vid Lund Institute of Advanced Neutron and X-ray Science medan han är baserad vid Malmö universitet i Sverige.

Arbetet ger viktig förståelse för de fysikaliska mekanismerna i molekylär skala som möjliggör fragmentering av plast i havet.

"Cellulosavfall, inklusive kartong och papper, går in i kolcykeln genom en väl förstådd process. Under de senaste åren har plast, och i synnerhet polyeten, som härrör från fossila bränslen, har bytt ut papper som ett barriärmaterial för förpackning. Det är viktigt att förstå hur detta kol, från en fossil pool, går in i kolcykeln, sa Garvey.

Tydligen med exponering för UV -solljus och syre i havet börjar plasten bli spröd, spricka och bryt i mindre bitar.

Garvey och hans medarbetare ville veta den molekylära processen som leder till sprödhet och om dessa processer bromsar eller påskyndar den kemiska nedbrytningen av plast.

Mikroplasten som användes i experimenten inkluderade prover som samlades i Karibiens tropiska vatten som en del av Atlanten.

Dessa prover jämfördes lite större vittrade plastbitar från samma källa och nya prover som var matchande källa för de vittrade bitarna.

Mikroplasten, som var ungefär en millimeter stora, hade varit i vattnet länge men det finns inget sätt att veta när de kom in i havet förutom att de representerar en betydande fragmentering av originalförpackningen.

Dock, sonder med analytiska tekniker, mest speciellt små och breda röntgen- och Ramanspridning, identifierade viktiga förändringar av mikrostrukturen.

Plast, i detta exempel, polyeten, består av extremt långa molekyler som spänner över många lager av alternerande lager av kristallina polymerkedjor som bildar en lamellstruktur.

Detta är den normala strukturen för polyeten som produceras genom formsprutning som används för förpackning.

Den långa kedjemolekylernas naturliga tendens är att kristallisera och denna process frustreras av att polymerkedjorna trasslar ihop sig mellan de kristallina lamellerna.

UV -strålning i solljus gör att kedjorna skärs. Detta har konsekvenser för den stora nedbrytningsvägen som slutligen omvandlar polymerkedjorna till koldioxid.

"Detta frigör det kinetiska gripandet, så polymeren börjar kristallisera långsamt igen och denna kristallisationsprocess stör lamellstrukturen, "förklarade Garvey.

"När lamellen störs, det är inte längre en så effektiv barriär och syre kan lättare diffundera in i det, " han sa.

I studien av polyeten från olika förpackningar, vidvinklad röntgenspridning gav en indikation på nanoskala fragmentering av de kristallina skikten och en ökning av fraktionen av kristallin polymer.

Småvinklad röntgenspridning visade förlust av de alternerande skikten av amorf och kristallin polymer. Lågfrekvent Ramanspridning avslöjade liten förändring i lamellens tjocklek under nedbrytning.

Den kontinuerliga barriären för de kristallina lamellerna, och dess barriär för syrediffusion i plasten, ersätts med fragmenterade nanodomäner som bör ge en mindre effektiv barriär för syregenomträngning i plasten.

Denna förändring katalyserar ytterligare nedbrytningen av materialet genom oxidation.