Σε έναν κόσμο που πνίγεται σε πλαστικά απόβλητα, οι επιστήμονες πέτυχαν αυτό που κάποτε φαινόταν αδύνατο: δημιούργησαν ένα πλαστικό που είναι τόσο ισχυρό όσο και το συμβατικό, το οποίο αποδομείται πλήρως στο θαλασσινό νερό. Αυτό το επαναστατικό υλικό, που δημιούργησαν ερευνητές από το RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS) στην Ιαπωνία, θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση του τεράστιου προβλήματος της πλαστικής ρύπανσης.
Το νέο πλαστικό δεν είναι απλώς άλλο ένα βιοδιασπώμενο υλικό που διασπάται σε μικρότερα κομμάτια. Αντίθετα, διασπάται πλήρως στα δομικά στοιχεία του όταν εκτίθεται σε αλμυρό νερό, αφήνοντας πίσω του συστατικά που μπορούν να μεταβολίσουν τα θαλάσσια βακτήρια.
Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science», το μυστικό πίσω από αυτό το υλικό βρίσκεται στη μοναδική του χημεία. Σε αντίθεση με τα συμβατικά πλαστικά που συγκρατούνται μεταξύ τους με ισχυρούς χημικούς δεσμούς οι οποίοι δεν διασπώνται ποτέ φυσικά, αυτό το νέο πλαστικό κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν “γέφυρες αλατιού” – αναστρέψιμους δεσμούς που μπορούν να διασπαστούν από το αλμυρό νερό.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο κύρια συστατικά: μια φωσφορική ένωση σε σχήμα δακτυλίου (εξαμεταφωσφορικό νάτριο) που χρησιμοποιείται ήδη ευρέως σε πρόσθετα τροφίμων και σε διάφορες ενώσεις με βάση το γουανιδίνιο, μερικές από τις οποίες προέρχονται από φυσικές πηγές. Όταν αναμιγνύονται με νερό, αυτά τα συστατικά υφίστανται μια διαδικασία παρόμοια με αυτή του διαχωρισμού πετρελαίου-νερού, αλλά πιο περίπλοκη.
Αυτή η διαδικασία διαχωρισμού είναι κρίσιμη για την αποτελεσματικότητα του υλικού. Κατά τη διάρκεια της παρασκευής του, τα ανεπιθύμητα συστατικά αλατιού αποβάλλονται φυσικά, αφήνοντας πίσω ένα συμπυκνωμένο υγρό που μπορεί να στεγνώσει και να μετατραπεί σε στερεό πλαστικό. Το υλικό που προκύπτει παραμένει σταθερό σε γλυκό νερό, αλλά διασπάται όταν εκτίθεται σε αλμυρό νερό, καθώς το αλάτι διαταράσσει τις γέφυρες που συγκρατούν τη δομή.
Η ομάδα έδειξε τις πρακτικές δυνατότητες του πλαστικού με διάφορους τρόπους, δημιουργώντας διάφορα πράγματα- από λεπτές μεμβράνες έως τρισδιάστατα τυπωμένα αντικείμενα. Μάλιστα, οι ερευνητές δημιούργησαν και μια εκδοχή του νέου υλικού χρησιμοποιώντας θειική χονδροϊτίνη, έναν φυσικό πολυσακχαρίτη που βρίσκεται συνήθως στον χόνδρο. Αυτή η εκδοχή αποδείχθηκε ακόμη πιο ισχυρή από τις αρχικές, αποδεικνύοντας ότι τα βιώσιμα πλαστικά μπορούν να κατασκευαστούν από βιολογικά υλικά χωρίς να επηρεάζεται η ανθεκτικότητά τους.
Σε δοκιμές αντοχής, το πλαστικό έδειξε εντυπωσιακά αποτελέσματα. Παρέμεινε σταθερό σε θερμοκρασίες έως και 300°C και εμφάνισε χαρακτηριστικά αντοχής που ταίριαζαν ή ξεπερνούσαν πολλά συμβατικά πλαστικά. Ωστόσο, όταν εκτέθηκε σε εδαφικές συνθήκες, αποδομήθηκε πολύ πιο γρήγορα από τα συμβατικά βιοαποδομήσιμα πλαστικά όπως το πολυγαλακτικό οξύ (PLA).
Το υλικό προσφέρει επίσης μια τέλεια λύση για ανακύκλωση. Όταν βυθίζεται σε αλμυρό νερό, διασπάται στα αρχικά του συστατικά, τα οποία μπορούν εύκολα να διαχωριστούν και να επαναχρησιμοποιηθούν για την παρασκευή νέου πλαστικού. Αυτό δημιουργεί μια πραγματικά κυκλική οικονομία όπου τίποτα δεν πάει χαμένο.
Περιορισμοί της μελέτης
Οι ερευνητές δεν πραγματοποίησαν δοκιμές μακροπρόθεσμης αντοχής κάτω από διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες και οι εκτιμήσεις κλιμάκωσης για την παρασκευή του υλικού δεν διερευνήθηκαν πλήρως. Επίσης, η οικονομική βιωσιμότητα της παραγωγής μεγάλης κλίμακας δεν εξετάστηκε λεπτομερώς.
ΠΗΓΗ: Studyfinds
