Нефтехимические пластмассы — недорогие и прочные материалы, широко используемые в различных областях, таких как упаковка, строительство, электроника и авиация. Однако для разложения большинства пластиков (например, полиэтилена, полистирола и поливинилхлорида) требуются сотни или даже тысячи лет из-за наличия стабильных длинных полимерных цепей. В результате к 2025 году на свалках и в природной среде, накопится 11 миллиардов метрических тонн пластика, что вызовет серьезное загрязнение окружающей среды. Чтобы справиться с этим кризисом, исследователи предложили заменить обычные пластики на основе нефтехимии на пластики на биологической основе или биоразлагаемые материалы, менее безвредные для окружающей среды. «Биопластики» — это широкий класс материалов, который может включать в себя пластмассы на биологической основе (но не обязательно биоразлагаемые) или нефтехимические и биологические пластмассы, которые считаются биоразлагаемыми.
Пластмассы являются одним из крупнейших загрязнителей в мире, разлагающимся в природе за сотни лет. Исследовательская группа под руководством профессора YSE Юань Яо и Лянбинга Ху из Университета Мэриленда создала высококачественный биопластик из побочных продуктов древесины, который, как они надеются, может решить одну из самых насущных экологических проблем в мире.
Исследование, опубликованно в журнале Nature Sustainability, там описан весь процесс преобразования пористой матрицы натурального дерева в суспензию. Исследователи говорят, что полученный материал демонстрирует высокую механическую прочность, стабильность при удерживании жидкостей и стойкость к ультрафиолетовому излучению. Он также может быть переработан или подвергнут безопасному биоразложению в естественной среде и имеет меньшее воздействие на окружающую среду в течение жизненного цикла по сравнению с пластмассами на нефтяной основе и другими биоразлагаемыми пластиками.
Чтобы создать суспензионную смесь, исследователи использовали древесный порошок (отходы с лесопилок), разрушили рыхлую пористую структуру порошка с помощью биоразлагаемого и пригодного для повторного использования глубокого эвтектического растворителя (DES). Полученная смесь, которая имеет наноразмерное переплетение и водородные связи между регенерированным лигнином и микро / нанофибриллами целлюлозы, имеет высокое содержание твердых веществ и высокую вязкость, которые можно отливать и прокатывать без разрушения.
Оценка жизненного цикла биопластика на окружающую среду по сравнению с обычным пластиком показала: листы биопласта были закопаны в почву, через две недели они трескались, а через три месяца полностью разрушались. Исследователи говорят, что биопластик можно снова превратить в суспензию путем механического перемешивания, что также позволяет извлекать и повторно использовать DES.
По словам Лябин Ху, пластик имеет множество применений: его можно превратить в пленку, которую можно использовать в пластиковых пакетах и упаковке, биопластику можно придавать различные формы, он может быть использован в автомобилестроении.
Одна из областей, которую продолжает изучать исследовательская группа, — это потенциальное воздействие на лес, в случае увеличения производства этого биопластика. Хотя в настоящее время в этом процессе используются побочные продукты древесины в производстве, исследователи прекрасно понимают, что крупномасштабное производство может потребовать использования огромных объемов древесины, что может иметь далеко идущие последствия для лесов, землепользования, экосистем и изменения климата.
По материалам: environment.yale.edu
Биопластик, я считаю это хорошая идея! Либо он разлагается быстрее, либо его производство не так вредно для окружающей среды. Молодцы! Надо развивать это направление!