At sige farvel til plastik er en bekymring for nutidens samfund for undgå forurening af jord og grundvandsmagasiner. Og for at forhindre microplastics nå levende organismer. Vigtige lovgivningsmæssige ændringer i denne henseende er allerede blevet vedtaget af institutioner som EU. Det er dog ikke nok. Disse skal kombineres med forskning for at finde nye materialer, der tilstrækkeligt erstatter det på grund af dets fordele og uden dets ulemper.

Heldigvis er der allerede relevante fremskridt i denne henseende. En spansk videnskabsmand fra Harvard er en af ​​verdens førende eksperter i chitosan. Dette er en materiale bionedbrydeligt hvilket åbner et lovende scenarie inden for industri og medicin. Et interessant alternativ til at sige farvel til plastik.

En Crickwoo Vi er meget interesserede i miljøpleje. Således forstår vi, at bevidsthed fra barndommen og videnskabelig forskning er to af de store søjler, som beskyttelsen af ​​planeten er baseret på.

Af denne grund er vi opmærksomme på denne konstatering alternative materialer til et farvel til ægte plastik Det er gode nyheder for alle.

Chitosan, materialet, der vil hjælpe os med at sige farvel til plastik

”Mange plastikgenstande, såsom engangsartikler eller emballage, fremstilles uden at tænke på deres levetid. Hvis jeg for eksempel laver en flaske vand, kan jeg ikke jagte dig for at putte den i den passende beholder." Sådan lyder ord fra Javier Fernández, læge i nanobioteknologi fra University of Barcelona, ​​forsker ved Harvard og professor ved Singapore University of Technology og Design. Denne videnskabsmand med en karriere fokuseret på at reducere plastikforbruget har sin egen indsats: chitosan.

Javier Fernández har nu tre videnskabelige publikationer om chitosan egenskaber. Dette biologisk nedbrydelige materiale kan kassere plastik og åbne nye forskningsmuligheder inden for medicin, industri og 3D-print.

Første forskning i chitosan for at sige farvel til plastik

Til din første udgivelse, offentliggjort i Advanced Materials I 2012 låste forskeren bogstaveligt talt sig selv, som han siger, inde i Harvard Zoology-biblioteket. Han gjorde det for omhyggeligt at studere skaller af insekter og krebsdyr. Dermed fandt han grundlaget for at skabe krympe, en blanding baseret på chitosan og fibroin.

Chitosan er et materiale, der naturligt findes i skaldyr og insektskallers. Og fibroin a silkeprotein. Derfor både naturlige materialer og dem fra insekter.

”Et insekts hud er lavet af chitosan, proteiner og yderst er der et vandtæt vokslignende lag. Chitosan og fibroin giver sammen skelettet stivhed i vingerne eller elasticitet i leddene,” forklarer videnskabsmanden.

For at illustrere disse egenskaber citerer forskeren sagen om Rhodnius Prolixus, et almindeligt insekt i Mellem- og Sydamerika. "Den er i stand til at kontrollere sin stivhed, som når den puster sig op for at absorbere blod fra andre arter."

Således reproducerede forskeren den samme struktur af insekter i naturen for at designe en krympe hvem ejer en styrke, der fordobler plastik —120 MPa— og derudover er det biologisk nedbrydeligt.

Vanskeligheder og udfordringer i jagten på chitosan til en overkommelig pris

"Som et resultat af offentliggørelsen modtog vi mange opkald fra virksomheder, der var interesserede i at implementere materialet," forklarer videnskabsmanden.

På den ene side vil industrien sige farvel til plastik. Reducer din afhængighed af dette materiale. Og på den anden side er medicinske virksomheder interesserede i applikationer lige fra brokkur, resorberbar sutur, kirurgisk lim eller kunstig hud. Der var dog et problem med silke, som "gjorde processen meget dyr til industrielle formål," forklarer videnskabsmanden.

Således arbejdede Javier Fernández' team til reducere omkostningerne i industribranchen. Og til sidst fandt han den nøjagtige formel til at skabe en chitosan uden silke, der perfekt gengiver dens naturlige egenskaber. Det her andet indlæg fandt sted i 2013, også i det videnskabelige tidsskrift Avancerede funktionelle materialer.

Forskeren insisterer på, at de ikke skaber nyt materiale. "Vi ansætter mikroelektronik og nanoteknologiske teknikker at designe strukturen og de ekstraordinære egenskaber, den besidder chitosan i naturen for at kunne bruge det til andre applikationer,” forklarer han.

En skat i skraldespanden

En af de vigtigste fordele ved materialet, når man siger farvel til plastik, er, at chitosan er meget billigt. "Traditionelt har vi brugt det som affald," siger forskeren. "Det er tilfældet rejehoveder og skaller indsamlet af fiskeindustrien, hvoraf de fleste går direkte i skraldespanden. Derudover er det meget nemt at få fat i, da det er det næstmest udbredte organiske materiale på Jorden bag cellulose.”

En gang i laboratorium, chitosan ankommer i pulver- eller flageform, svarende til en morgenmadsprodukter. Vand og eddikesyre tilsættes for at opløse det. Eddikesyrens protoner reagerer med chitosan, så sidstnævntes molekyler adskilles, og der opnås en endelig opløsning af 4% chitosan i vand.

"Nu, det, vi ønsker, er at få chitosanen til at genvinde sin struktur og naturlige egenskaber ud fra den opløsning,” forklarer videnskabsmanden. Processen kræver således en anden fase, hvor opløsningen fordampes "på en meget kontrolleret måde." "Der er et nøjagtigt tidspunkt, hvor opløsningen bliver til en flydende krystal, som ved berøring minder meget om plasticin, så den flyder, men bevarer krystalmolekyler," forklarer Javier Fernández. Afhængigt af graden af ​​fordampning vil blandingen have mere flydende eller viskøse egenskaber.

Efterfølgende, en tredje akademiske arbejde udgivet i begyndelsen af ​​2014 i Makromolekylære materialer og teknik, dykker ned i mulighederne for chitosan som materiale til at printe store strukturer i 3D og gøre produktionen skalerbar. Men i dag kræver denne teknik, at virksomheder ændrer deres produktionsproces, så de forventer, at yderligere udvikling er færdig inkorporere chitosan absolut.

I skyggen af ​​plastik

Over for så mange chitosan applikationer og omkostningsfordele, hvorfor er dit studie ikke eksploderet før nu? Den spanske forsker minder om, at chitosan blev opdaget i det 19. århundrede, og at dets egenskaber i begyndelsen af ​​det 20. blev undersøgt til det punkt, DuPont kemivirksomhed bevare patenter af den tid.

Men den introduktion af plastik, et produkt, som forskeren beskriver som "det 70. århundredes materiale", fik forskningen i chitosan og andre materialer til at stoppe. Det var først i XNUMX'erne af det sidste århundrede, som et resultat af bekymring for bæredygtige materialer, at denne gren af ​​videnskaben blev genoprettet.

En lovende fremtid

"Vi har reddet et glemt materiale for at prøve at bruge det, som naturen gør og i overensstemmelse med miljøet," siger forskeren.

Et tydeligt eksempel er vist i denne video, hvor et frø plantet på en chitosanoverflade vokser og blomstrer på 20 dage. "Kitosan nedbrydes i miljøet, og vi ved i det mindste, at det ikke hindrer væksten af ​​andre arter," kommenterer Javier Fernández.

Forskeren siger, at "om et par år" kan produktionen af ​​chitosan være i stor skala. Alligevel tilføjer han, at "brugen af ​​plastikposer er noget, der let kunne løses fra et lovgivningsmæssigt synspunkt, da samfundet ikke ville have mange problemer med at bruge tøjposer”. På den anden side kræver brugen af ​​plast i højere skala "teknologisk udvikling med nye materialer, der ikke har nogen miljøpåvirkning."

Fra nu af, og nu bosat i Singapore, vil Javier Fernández fortsætte med at perfektionere anvendelserne af chitosan. Han forsikrer under alle omstændigheder, at han vil fortsætte kontakten med Harvard og MIT. I den forstand lukkede han inden sin afgang et samarbejde med afdelingen for Neri Oxman, professor ved MIT Media Lab.

Hos Crickwoo går vi ind for at sige farvel til plastik, brugen af biogødning og videnskabelig udforskning med endnu et skridt til at forbedre miljøet og opnå sundere jord.