Pożegnanie z plastikiem jest troską dzisiejszego społeczeństwa unikać zanieczyszczenia gleby i warstw wodonośnych. I aby zapobiec mikroplastiki dotrzeć do żywych organizmów. Istotne zmiany legislacyjne w tym zakresie zostały już przyjęte przez instytucje takie jak UE. Jednak to nie wystarczy. Należy je połączyć z badaniami mającymi na celu znalezienie nowych materiałów, które odpowiednio zastąpią go ze względu na jego zalety i bez wad.

Na szczęście widać już w tym zakresie istotny postęp. Hiszpański naukowiec z Harvardu jest jednym z czołowych światowych ekspertów ds chitozan. To jest materiał biodegradowalny co otwiera obiecujący scenariusz w przemyśle i medycynie. Ciekawa alternatywa dla pożegnania plastiku.

En Crickwoo Bardzo interesuje nas dbałość o środowisko. Rozumiemy zatem, że świadomość od dzieciństwa i badania naukowe to dwa z najważniejszych filarów, na których opiera się ochrona planety.

Z tego powodu jesteśmy świadomi tego znalezienia alternatywne materiały na pożegnanie z prawdziwym plastikiem To dobra wiadomość dla wszystkich.

Chitozan, materiał, który pomoże nam pożegnać się z plastikiem

„Wiele przedmiotów z tworzyw sztucznych, takich jak artykuły jednorazowego użytku czy opakowania, produkuje się bez zastanowienia się nad ich żywotnością. Jeśli zrobię np. butelkę wody, to nie mogę Cię gonić, żebyś włożył ją do odpowiedniego pojemnika.” To słowa Javiera Fernándeza, doktora nanobiotechnologii z Uniwersytetu w Barcelonie, badacza na Harvardzie i profesora na Uniwersytecie Singapurski Uniwersytet Technologii i Wzornictwa. Ten naukowiec, którego kariera skupiała się na ograniczaniu zużycia plastiku, ma swój własny sposób: chitozan.

Javier Fernández ma obecnie trzy publikacje naukowe na ten temat właściwości chitozanu. Ten biodegradowalny materiał może wycofać plastik i otworzyć nowe możliwości badań w medycynie, przemyśle i druku 3D.

Pierwsze badania nad chitozanem, który ma pożegnać się z plastikiem

Dla Twojego pierwsza publikacja, opublikowane w Zaawansowane materiały W 2012 roku badacz dosłownie zamknął się, jak twierdzi, w bibliotece Harvard Zoology. Zrobił to, aby dokładnie przestudiować muszle owadów i skorupiaków. W ten sposób znalazł podstawy do stworzenia skurczyć się, mieszanka na bazie chitozan i fibroina.

Chitozan jest materiałem naturalnie występującym w muszle skorupiaków i owadówS. I fibroina a białko jedwabiu. Zatem zarówno materiały naturalne, jak i te pochodzące od owadów.

„Skóra owada zbudowana jest z chitozanu i białek, a na jej zewnętrznej części znajduje się wodoodporna warstwa przypominająca wosk. Połączenie chitozanu i fibroiny zapewnia szkieletowi sztywność skrzydeł i elastyczność stawów” – wyjaśnia naukowiec.

Dla zilustrowania tych właściwości badacz przytacza przypadek Rodnius Prolixus, owad pospolity w Ameryce Środkowej i Południowej. „Jest w stanie kontrolować swoją sztywność, na przykład podczas nadmuchania, aby wchłonąć krew innych gatunków”.

W ten sposób badacz odtworzył tę samą strukturę owadów w przyrodzie, aby zaprojektować a skurczyć się kto jest właścicielem wytrzymałość dwukrotnie większa niż plastiku —120 MPa— i na dodatek ulega biodegradacji.

Trudności i wyzwania w poszukiwaniu niedrogiego chitozanu

„W wyniku publikacji otrzymaliśmy wiele telefonów od firm zainteresowanych wdrożeniem materiału” – wyjaśnia naukowiec.

Z jednej strony branża chce pożegnać się z plastikiem. Zmniejsz swoją zależność od tego materiału. Z drugiej strony firmy medyczne są zainteresowane zastosowaniami obejmującymi leczenie przepuklin, szwy wchłanialne, klej chirurgiczny czy sztuczną skórę. Wystąpił jednak problem z jedwabiem, przez co „proces ten był bardzo kosztowny do celów przemysłowych” – wyjaśnia naukowiec.

W ten sposób zespół Javiera Fernándeza pracował redukcja kosztów w branży przemysłowej. I w końcu znalazł dokładną formułę pozwalającą stworzyć chitozan bez jedwabiu, który doskonale odtwarza jego naturalne właściwości. Ten drugi post odbyło się w 2013 roku, także w czasopiśmie naukowym Zaawansowane materiały funkcjonalne.

Badacz upiera się, że nie tworzą nowego materiału. „Zatrudniamy techniki mikroelektroniki i nanotechnologii zaprojektować konstrukcję i niezwykłe właściwości, jakie posiada chitozan w naturze aby móc go wykorzystać do innych zastosowań” – wyjaśnia.

Skarb na śmietniku

Jedną z głównych zalet materiału na pożegnanie z plastikiem jest to, że chitozan jest bardzo tani. „Tradycyjnie wykorzystywaliśmy je jako odpady” – mówi badacz. „To jest przypadek głowy i muszle krewetek zbierane przez przemysł rybny, z których większość trafia bezpośrednio do śmieci. Ponadto jest bardzo łatwy do uzyskania, ponieważ jest drugim po celulozie najpowszechniej występującym na Ziemi materiałem organicznym.”

Raz w laboratoriochitozan występuje w postaci proszku lub płatków, podobnych do płatków śniadaniowych. W celu rozpuszczenia dodaje się wodę i kwas octowy. Protony kwasu octowego reagują z chitozanem, w wyniku czego cząsteczki tego ostatniego oddzielają się i uzyskuje się końcowe rozpuszczenie 4% chitozanu w wodzie.

„Teraz chcemy, aby chitozan odzyskał swoje właściwości strukturę i właściwości naturalne zaczynając od tego rozpadu” – wyjaśnia naukowiec. Dlatego proces wymaga drugiej fazy, w której roztwór odparowuje się „w bardzo kontrolowany sposób”. „Istnieje dokładny czas, w którym roztwór staje się ciekłym kryształem, który w dotyku jest bardzo podobny do plasteliny, dzięki czemu płynie, ale zatrzymuje cząsteczki kryształu” – wyjaśnia Javier Fernández. W zależności od stopnia odparowania mieszanina będzie miała właściwości bardziej płynne lub lepkie.

Następnie a Trzecia praca naukowa opublikowany na początku 2014 roku w Materiały makromolekularne i inżynieria, bada możliwości chitozanu jako materiału do drukowania dużych struktur w 3D i zwiększania skalowalności produkcji. Jednak dzisiaj technika ta wymaga od firm modyfikacji procesu produkcyjnego, dlatego oczekują zakończenia dalszego rozwoju włączyć chitozan zdecydowanie.

W cieniu plastiku

W obliczu tak wielu zastosowania chitozanu i korzyści finansowe, dlaczego Twoje studio do tej pory nie eksplodowało? Hiszpański badacz przypomina, że ​​chitozan odkryto w XIX wieku, a na początku XX wieku badano jego właściwości do tego stopnia, że Firma chemiczna DuPont zachować patent tego czasu.

Jednakże wprowadzenie plastiku, produkt, który badacz określa jako „materiał XX wieku”, spowodował wstrzymanie badań nad chitozanem i innymi materiałami. Dopiero w latach 70-tych ubiegłego wieku, w wyniku troski o materiały zrównoważone, udało się odzyskać tę dziedzinę nauki.

Obiecująca przyszłość

„Uratowaliśmy zapomniany materiał, aby spróbować wykorzystać go tak, jak robi to natura i w zgodzie ze środowiskiem” – mówi badacz.

Wyraźny przykład pokazano w tym filmie, w którym nasiono zasiane na powierzchni chitozanu rośnie i kwitnie w ciągu 20 dni. „Chitozan rozkłada się w środowisku i wiemy przynajmniej, że nie utrudnia wzrostu innych gatunków” – komentuje Javier Fernández.

Naukowiec twierdzi, że „mniej więcej za kilka lat” produkcja chitozanu może ruszyć na dużą skalę. Mimo to dodaje, że „używanie toreb plastikowych jest czymś, co można łatwo rozwiązać z legislacyjnego punktu widzenia, ponieważ społeczeństwo nie miałoby wielu problemów z używaniem torby materiałowe”. Z drugiej strony wykorzystanie tworzyw sztucznych na większą skalę „wymaga rozwoju technologicznego w zakresie nowych materiałów, które nie mają wpływu na środowisko”.

Odtąd, osiadły w Singapurze, Javier Fernández będzie nadal udoskonalać zastosowania chitozanu. Zapewnia w każdym razie, że będzie kontynuował kontakt z Harvardem i MIT. W tym sensie przed wyjazdem zakończył współpracę z wydziałem ds Neri Oxman, profesor w MIT Media Lab.

W Crickwoo opowiadamy się za pożegnaniem z plastikiem i jego użyciem bionawozy i eksploracja naukowa to kolejny krok w kierunku poprawy środowiska i osiągnięcia zdrowsze gleby.