Το να πούμε αντίο στο πλαστικό είναι ένα μέλημα της σημερινής κοινωνίας αποφύγετε τη μόλυνση των εδαφών και των υδροφορέων. Και για την πρόληψη της μικροπλαστικά φτάνουν σε ζωντανούς οργανισμούς. Σημαντικές νομοθετικές αλλαγές από την άποψη αυτή έχουν ήδη εγκριθεί από θεσμικά όργανα όπως η ΕΕ. Ωστόσο, δεν είναι αρκετό. Αυτά πρέπει να συνδυαστούν με την έρευνα για την εύρεση νέων υλικών που θα το αντικαταστήσουν επαρκώς λόγω των πλεονεκτημάτων του και χωρίς τα μειονεκτήματά του.

Ευτυχώς, υπάρχουν ήδη σχετικές εξελίξεις σε αυτό το θέμα. Ένας Ισπανός επιστήμονας από το Χάρβαρντ είναι ένας από τους κορυφαίους ειδικούς στον κόσμο χιτοζάνη. Αυτό είναι ένα βιοαποικοδομήσιμο υλικό που ανοίγει ένα πολλά υποσχόμενο σενάριο στη βιομηχανία και την ιατρική. Μια ενδιαφέρουσα εναλλακτική για να πούμε αντίο στο πλαστικό.

En Crickwoo Μας ενδιαφέρει πολύ η περιβαλλοντική φροντίδα. Έτσι καταλαβαίνουμε ότι το επίγνωση από την παιδική ηλικία και η επιστημονική έρευνα είναι δύο από τους μεγάλους πυλώνες στους οποίους βασίζεται η προστασία του πλανήτη.

Για το λόγο αυτό γνωρίζουμε ότι η διαπίστωση εναλλακτικά υλικά για αντίο στο πραγματικό πλαστικό Είναι καλά νέα για όλους.

Η χιτοζάνη, το υλικό που θα μας βοηθήσει να αποχαιρετήσουμε το πλαστικό

«Πολλά πλαστικά αντικείμενα, όπως είδη μιας χρήσης ή συσκευασίες, κατασκευάζονται χωρίς να σκεφτόμαστε την ωφέλιμη ζωή τους. Αν, για παράδειγμα, κάνω ένα μπουκάλι νερό, δεν μπορώ να σε κυνηγήσω για να το βάλεις στο κατάλληλο δοχείο». Αυτά είναι τα λόγια του Javier Fernández, γιατρού στη Νανοβιοτεχνολογία από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης, ερευνητή στο Χάρβαρντ και καθηγητή στο Σιγκαπούρη Τεχνολογία και Σχεδιασμός. Αυτός ο επιστήμονας με μια καριέρα επικεντρωμένη στη μείωση της κατανάλωσης πλαστικών έχει το δικό του στοίχημα: τη χιτοζάνη.

Ο Javier Fernández έχει τώρα τρεις επιστημονικές δημοσιεύσεις για το ιδιότητες χιτοζάνης. Αυτό το βιοδιασπώμενο υλικό θα μπορούσε να αποσύρει το πλαστικό και να ανοίξει νέους δρόμους έρευνας στην ιατρική, τη βιομηχανία και την τρισδιάστατη εκτύπωση.

Πρώτη έρευνα για την χιτοζάνη για να πούμε αντίο στο πλαστικό

Για το δικό σας πρώτη δημοσίευση, δημοσιευτηκε σε Προηγμένων Υλικών Το 2012, ο ερευνητής κλειδώθηκε κυριολεκτικά, όπως λέει, στη βιβλιοθήκη της Ζωολογίας του Χάρβαρντ. Το έκανε για να μελετήσει προσεκτικά το κοχύλια εντόμων και καρκινοειδών. Έτσι, βρήκε τα θεμέλια για να δημιουργήσει το τσουρουφλίζω, ένα μείγμα με βάση χιτοζάνη και ινώδες.

Η χιτοζάνη είναι ένα υλικό που υπάρχει φυσικά κελύφη καρκινοειδών και εντόμωνμικρό. Και το ινώδες α πρωτεΐνη μεταξιού. Επομένως, τόσο φυσικά υλικά όσο και αυτά από έντομα.

«Το δέρμα ενός εντόμου είναι φτιαγμένο από χιτοζάνη, πρωτεΐνες και, στο εξωτερικό μέρος, υπάρχει ένα αδιάβροχο στρώμα που μοιάζει με κερί. Η χιτοζάνη και το ινώδες συνδυάζονται για να παρέχουν στον σκελετό ακαμψία στα φτερά ή ελαστικότητα στις αρθρώσεις», εξηγεί ο επιστήμονας.

Για να επεξηγήσει αυτές τις ιδιότητες, ο ερευνητής παραθέτει την περίπτωση του Rhodnius Prolixus, ένα κοινό έντομο στην Κεντρική και Νότια Αμερική. «Είναι σε θέση να ελέγξει την ακαμψία του, όπως όταν φουσκώνει για να απορροφήσει αίμα από άλλα είδη».

Έτσι, ο ερευνητής αναπαρήγαγε αυτήν την ίδια δομή εντόμων στη φύση για να σχεδιάσει α τσουρουφλίζω ποιος κατέχει α αντοχή που διπλασιάζει αυτή του πλαστικού —120 MPa— και, επιπλέον, είναι βιοδιασπώμενο.

Δυσκολίες και προκλήσεις στην αναζήτηση προσιτής χιτοζάνης

«Ως αποτέλεσμα της δημοσίευσης, λάβαμε πολλές κλήσεις από εταιρείες που ενδιαφέρονται να εφαρμόσουν το υλικό», εξηγεί ο επιστήμονας.

Από τη μία πλευρά, η βιομηχανία θέλει να πει αντίο στο πλαστικό. Μειώστε την εξάρτησή σας από αυτό το υλικό. Και, από την άλλη πλευρά, οι ιατρικές εταιρείες ενδιαφέρονται για εφαρμογές που κυμαίνονται από τη θεραπεία της κήλης, το απορροφήσιμο ράμμα, τη χειρουργική κόλλα ή το τεχνητό δέρμα. Ωστόσο, υπήρχε ένα πρόβλημα με το μετάξι, το οποίο «έκανε τη διαδικασία πολύ ακριβή για βιομηχανικούς σκοπούς», εξηγεί ο επιστήμονας.

Έτσι, η ομάδα του Javier Fernández εργάστηκε για να μειώσει το κόστος στον βιομηχανικό κλάδο. Και τέλος, βρήκε την ακριβή φόρμουλα για να δημιουργήσει μια χιτοζάνη, χωρίς μετάξι, που αναπαράγει τέλεια τα φυσικά χαρακτηριστικά της. Αυτό δεύτερη θέση πραγματοποιήθηκε το 2013, επίσης στο επιστημονικό περιοδικό Προηγμένα λειτουργικά υλικά.

Ο ερευνητής επιμένει ότι δεν δημιουργούν νέο υλικό. «Απασχολούμε τεχνικές μικροηλεκτρονικής και νανοτεχνολογίας να σχεδιάσει τη δομή και τις εξαιρετικές ιδιότητες που διαθέτει χιτοζάνη στη φύση για να μπορέσω να το χρησιμοποιήσω για άλλες εφαρμογές» εξηγεί.

Ένας θησαυρός στα σκουπίδια

Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του υλικού όταν αποχαιρετούμε το πλαστικό είναι ότι η χιτοζάνη είναι πολύ φθηνή. «Παραδοσιακά, το χρησιμοποιούσαμε ως απόβλητο», λέει ο ερευνητής. «Είναι η περίπτωση του κεφάλια και κοχύλια γαρίδας συλλέγονται από τον κλάδο της αλιείας, τα περισσότερα από τα οποία πηγαίνουν κατευθείαν στα σκουπίδια. Επιπλέον, είναι πολύ εύκολο να το αποκτήσετε, καθώς είναι το δεύτερο πιο άφθονο οργανικό υλικό στη Γη μετά την κυτταρίνη».

Μόλις εισέλθει εργαστήριο, η χιτοζάνη έρχεται σε μορφή σκόνης ή νιφάδας, παρόμοια με τα δημητριακά πρωινού. Προστίθεται νερό και οξικό οξύ για να διαλυθεί. Τα πρωτόνια του οξικού οξέος αντιδρούν με τη χιτοζάνη έτσι ώστε τα μόρια της τελευταίας να διαχωρίζονται και να επιτυγχάνεται τελική διάλυση 4% χιτοζάνης σε νερό.

«Τώρα, αυτό που θέλουμε είναι να ανακτήσει η χιτοζάνη δομή και φυσικές ιδιότητες ξεκινώντας από αυτή τη διάλυση», εξηγεί ο επιστήμονας. Έτσι, η διαδικασία απαιτεί μια δεύτερη φάση στην οποία το διάλυμα εξατμίζεται «με πολύ ελεγχόμενο τρόπο». «Υπάρχει ένας ακριβής χρόνος κατά τον οποίο το διάλυμα γίνεται υγρός κρύσταλλος, ο οποίος στην αφή μοιάζει πολύ με την πλαστελίνη, έτσι ώστε να ρέει αλλά να διατηρεί τα κρυσταλλικά μόρια», εξηγεί ο Javier Fernández. Ανάλογα με τον βαθμό εξάτμισης, το μείγμα θα έχει περισσότερες υγρές ή παχύρρευστες ιδιότητες.

Στη συνέχεια, α τρίτο ακαδημαϊκό έργο δημοσιεύθηκε στις αρχές του 2014 στο Μακρομοριακά Υλικά και Μηχανική, εμβαθύνει στις δυνατότητες της χιτοζάνης ως υλικού για την εκτύπωση μεγάλων δομών σε 3D και για την κλιμάκωση της παραγωγής. Ωστόσο, σήμερα, αυτή η τεχνική απαιτεί από τις εταιρείες να τροποποιήσουν τη διαδικασία παραγωγής τους, επομένως αναμένουν περαιτέρω ανάπτυξη να ολοκληρωθεί ενσωματώνουν χιτοζάνη σίγουρα

Στη σκιά του πλαστικού

Μπροστά σε τόσα πολλά εφαρμογές χιτοζάνης και οφέλη κόστους, γιατί δεν έχει εκραγεί το στούντιο σας μέχρι τώρα; Ο Ισπανός ερευνητής υπενθυμίζει ότι η χιτοζάνη ανακαλύφθηκε τον 19ο αιώνα και ότι, στις αρχές του 20ού, οι ιδιότητές της ερευνήθηκαν σε σημείο που Χημική εταιρεία DuPont διατήρηση διπλώματα ευρεσιτεχνίας εκείνης της εποχής.

Ωστόσο, το εισαγωγή πλαστικού, ένα προϊόν που ο ερευνητής περιγράφει ως «το υλικό του 70ου αιώνα», προκάλεσε τη διακοπή της έρευνας για τη χιτοζάνη και άλλα υλικά. Μόλις στη δεκαετία του 'XNUMX του περασμένου αιώνα, ως αποτέλεσμα της ανησυχίας για βιώσιμα υλικά, αυτός ο κλάδος της επιστήμης ανακτήθηκε.

Ένα ελπιδοφόρο μέλλον

«Διασώσαμε ένα ξεχασμένο υλικό για να προσπαθήσουμε να το χρησιμοποιήσουμε όπως το κάνει η φύση και σύμφωνα με το περιβάλλον», λέει ο ερευνητής.

Ένα ξεκάθαρο παράδειγμα φαίνεται σε αυτό το βίντεο, στο οποίο ένας σπόρος φυτεμένος σε μια επιφάνεια χιτοζάνης μεγαλώνει και ανθίζει σε 20 ημέρες. «Η χιτοζάνη υποβαθμίζεται στο περιβάλλον και γνωρίζουμε, τουλάχιστον, ότι δεν εμποδίζει την ανάπτυξη άλλων ειδών», σχολιάζει ο Javier Fernández.

Ο επιστήμονας λέει ότι «περίπου σε μερικά χρόνια» η παραγωγή χιτοζάνης μπορεί να είναι σε μεγάλη κλίμακα. Ακόμα κι έτσι, προσθέτει ότι «η χρήση πλαστικών σακουλών είναι κάτι που θα μπορούσε εύκολα να λυθεί από νομοθετική άποψη, αφού η κοινωνία δεν θα είχε πολλά προβλήματα στη χρήση υφασμάτινες τσάντες". Από την άλλη πλευρά, η χρήση πλαστικού σε υψηλότερη κλίμακα «απαιτεί τεχνολογική ανάπτυξη με νέα υλικά που δεν έχουν περιβαλλοντικές επιπτώσεις».

Από εδώ και πέρα, και τώρα εγκατεστημένος στη Σιγκαπούρη, ο Javier Fernández θα συνεχίσει να τελειοποιεί τις εφαρμογές της χιτοζάνης. Διαβεβαιώνει, σε κάθε περίπτωση, ότι θα συνεχίσει τις επαφές του με το Χάρβαρντ και το ΜΙΤ. Υπό αυτή την έννοια, πριν την αποχώρησή του, έκλεισε συνεργασία με το τμήμα του Neri Oxman, καθηγητής στο MIT Media Lab.

Στο Crickwoo υποστηρίζουμε το αντίο στο πλαστικό, τη χρήση του βιολιπάσματα και επιστημονική εξερεύνηση με ένα ακόμη βήμα για τη βελτίωση του περιβάλλοντος και την επίτευξη υγιέστερα εδάφη.