Rozloučení s plastem je starostí dnešní společnosti zabránit kontaminaci půd a vodonosných vrstev. A aby se zabránilo mikroplasty dostat se k živým organismům. Důležité legislativní změny v tomto ohledu již přijaly instituce jako EU. Nicméně to nestačí. Ty musí být kombinovány s výzkumem, aby se našly nové materiály, které jej adekvátně nahradí díky jeho výhodám a bez jeho nevýhod.

Naštěstí již v tomto ohledu existují relevantní pokroky. Španělský vědec z Harvardu je jedním z předních světových odborníků v chitosan. Toto je biologicky rozložitelný materiál což otevírá slibný scénář v průmyslu a medicíně. Zajímavá alternativa k rozloučení s plastem.

En Crickwoo Velmi nás zajímá péče o životní prostředí. Chápeme tedy, že povědomí z dětství a vědecký výzkum jsou dva z velkých pilířů, na kterých je založena ochrana planety.

Z tohoto důvodu jsme si tohoto zjištění vědomi alternativní materiály pro sbohem skutečnému plastu Je to dobrá zpráva pro všechny.

Chitosan, materiál, který nám pomůže dát sbohem plastu

„Mnoho plastových předmětů, jako jsou jednorázové předměty nebo obaly, se vyrábí bez přemýšlení o jejich životnosti. Když třeba vyrobím láhev s vodou, nemůžu tě dohnat, abys ji dal do příslušné nádoby.“ To jsou slova Javiera Fernándeze, doktora nanobiotechnologií z Barcelonské univerzity, výzkumníka na Harvardu a profesora na Singapurská univerzita technologie a designu. Tento vědec s kariérou zaměřenou na snižování spotřeby plastů má svou vlastní sázku: chitosan.

Javier Fernández má nyní tři vědecké publikace o vlastnosti chitosanu. Tento biologicky odbouratelný materiál by mohl vyřadit plasty a otevřít nové cesty výzkumu v medicíně, průmyslu a 3D tisku.

První výzkum chitosanu na rozloučenou s plasty

Pro tebe první publikace, zveřejněno v Advanced Materials V roce 2012 se výzkumník doslova zamkl, jak sám říká, v knihovně Harvard Zoology. Udělal to, aby pečlivě prostudoval schránky hmyzu a korýšů. Tak našel základy k vytvoření skrček, směs na bázi chitosan a fibroin.

Chitosan je látka přirozeně se vyskytující v schránky korýšů a hmyzus. A fibroin a hedvábný protein. Tedy jak přírodní materiály, tak ty z hmyzu.

„Hmyzí kůže je vyrobena z chitosanu, proteinů a na vnější straně je vodotěsná voskovitá vrstva. Chitosan a fibroin se spojují a poskytují kostře tuhost v křídlech nebo elasticitu v kloubech,“ vysvětluje vědec.

Pro ilustraci těchto vlastností výzkumník uvádí případ Rhodnius Prolixus, běžný hmyz ve Střední a Jižní Americe. "Je schopen ovládat svou tuhost, například když se nafoukne, aby absorboval krev z jiných druhů."

Výzkumník tedy reprodukoval stejnou strukturu hmyzu v přírodě, aby navrhl a skrček kdo vlastní pevnost, která zdvojnásobuje sílu plastu —120 MPa— a navíc je biologicky odbouratelný.

Obtíže a výzvy při hledání cenově dostupného chitosanu

„V důsledku zveřejnění jsme obdrželi mnoho telefonátů od společností, které měly zájem o implementaci materiálu,“ vysvětluje vědec.

Na jedné straně se chce průmysl rozloučit s plasty. Snižte svou závislost na tomto materiálu. A na druhé straně se lékařské společnosti zajímají o aplikace od léčby kýly, vstřebatelné sutury, chirurgického lepidla nebo umělé kůže. Vyskytl se však problém s hedvábím, které „proces velmi prodražilo pro průmyslové účely,“ vysvětluje vědec.

Tým Javiera Fernándeze se tedy propracoval snížit náklady v průmyslovém odvětví. A nakonec našel přesný vzorec k vytvoření chitosanu, bez hedvábí, který dokonale reprodukuje jeho přirozené vlastnosti. Tento druhý příspěvek proběhla v roce 2013, rovněž ve vědeckém časopise Pokročilé funkční materiály.

Výzkumník trvá na tom, že nevytvářejí nový materiál. „Zaměstnáváme mikroelektroniky a nanotechnologické techniky navrhnout strukturu a mimořádné vlastnosti, které má chitosan v přírodě abychom jej mohli používat pro další aplikace,“ vysvětluje.

Poklad v koši

Jednou z hlavních výhod materiálu při rozloučení s plastem je, že chitosan je velmi levný. „Tradičně jsme to používali jako odpad,“ říká výzkumník. "Je to případ krevetové hlavy a skořápky shromážděné rybářským průmyslem, z nichž většina jde přímo do koše. Navíc je velmi snadné jej získat, protože je to druhý nejrozšířenější organický materiál na Zemi po celulóze.

Jednou v laboriochitosan přichází ve formě prášku nebo vloček, podobně jako snídaňové cereálie. K rozpuštění se přidá voda a kyselina octová. Protony kyseliny octové reagují s chitosanem tak, že se jeho molekuly oddělí a získá se konečné rozpuštění 4% chitosanu ve vodě.

"Teď chceme, aby se chitosan zotavil." struktura a přirozené vlastnosti počínaje tím rozpuštěním,“ vysvětluje vědec. Proces tedy vyžaduje druhou fázi, ve které se roztok odpařuje „velmi kontrolovaným způsobem“. „Existuje přesný čas, kdy se z roztoku stane tekutý krystal, který je na dotek velmi podobný plastelíně, takže teče, ale zadržuje molekuly krystalu,“ vysvětluje Javier Fernández. V závislosti na stupni odpařování bude mít směs tekutější nebo viskóznější vlastnosti.

Následně a třetí akademická práce zveřejněno na začátku roku 2014 Makromolekulární materiály a inženýrství, se ponoří do možností chitosanu jako materiálu pro tisk velkých struktur ve 3D a činí výrobu škálovatelnou. Dnes však tato technika vyžaduje, aby společnosti upravily svůj výrobní proces, takže očekávají, že další vývoj skončí začlenit chitosan rozhodně

Ve stínu plastu

Tváří v tvář tolika lidem aplikace chitosanu a nákladové výhody, proč vaše studio až doteď nevybuchlo? Španělský badatel připomíná, že chitosan byl objeven v 19. století a že na začátku 20. století byly jeho vlastnosti prozkoumány do té míry, že Chemická společnost DuPont konzervovat patenty té doby.

Nicméně zavedení plastu, produkt, který výzkumník popisuje jako „materiál 70. století“, způsobil zastavení výzkumu chitosanu a dalších materiálů. Až v XNUMX. letech minulého století se v důsledku zájmu o udržitelné materiály podařilo toto vědní odvětví obnovit.

Slibná budoucnost

„Zachránili jsme zapomenutý materiál, abychom se ho pokusili využít jako příroda a v souladu s životním prostředím,“ říká výzkumník.

Jasný příklad ukazuje toto video, ve kterém semínko zasazené na povrchu chitosanu vyroste a vykvete za 20 dní. „Chitosan se v životním prostředí rozkládá a my víme přinejmenším, že nebrání růstu jiných druhů,“ komentuje Javier Fernández.

Vědec říká, že „přibližně za pár let“ může být produkce chitosanu ve velkém měřítku. Přesto dodává, že „použití igelitových tašek je z legislativního hlediska snadno řešitelné, protože společnost by neměla mnoho problémů s používáním látkové tašky“. Na druhou stranu použití plastů ve větším měřítku „vyžaduje technologický vývoj s novými materiály, které nemají žádný dopad na životní prostředí“.

Od této chvíle, a nyní se usadil v Singapuru, bude Javier Fernández pokračovat ve zdokonalování aplikací chitosanu. V každém případě ujišťuje, že bude pokračovat v kontaktu s Harvardem a MIT. V tomto smyslu před svým odchodem uzavřel spolupráci s odd Neri Oxman, profesor na MIT Media Lab.

V Crickwoo obhajujeme rozloučení s plasty, používáním biohnojiva a vědecký průzkum s dalším krokem ke zlepšení životního prostředí a dosažení zdravější půdy.