Kukurica sa môže stať základom pre nový typ plastu, ktorý sa po použití rozkladá rýchlejšie než bežné fosílne materiály. Tím vedcov z Číny a Holandska vytvoril biopolymér z rastlinného proteínu zeín, pri ktorom sa inšpiroval spôsobom, akým pavúky spracúvajú hodváb. Podľa zverejnenej štúdie v časopise Nature Communications sa až 80 percent takýchto polymérov v simulovaných prírodných pôdnych podmienkach rozložilo do jedného mesiaca.
Chinese and Dutch scientists turn corn to sustainable plastic, inspired by spider silk.
Výskum prichádza v čase, keď svet ročne vyrobí viac než 400 miliónov ton plastov a približne polovica z nich je určená na jednorazové použitie, napríklad v obaloch na potraviny. Práve obalový priemysel patrí medzi oblasti, kde sa hľadajú materiály s nižšou environmentálnou stopou. Autori štúdie tvrdia, že rastlinné biopolyméry môžu byť udržateľnou alternatívou k plastom z fosílnych surovín, no doteraz ich širšie nasadenie brzdili slabšie materiálové vlastnosti.
Nový materiál, ktorý tím označuje ako „plantymer“, mal vo forme vlákien a fólií tuhosť porovnateľnú s hodvábom a zároveň vykazoval dobré bariérové vlastnosti voči vlhkosti a kyslíku. To je dôležité najmä pri obaloch, kde materiál musí chrániť obsah, ale zároveň by mal po použití čo najmenej zaťažovať prostredie.
Prečo je problém s bežnými plastmi taký veľký
Plasty sú dnes súčasťou takmer každodenného života, no ich výhoda – odolnosť – sa po vyhodení mení na problém.
Snímka zobrazuje: Team made up of scientists from China and the Netherlands says their corn protein-based biopolymer could offer a sustainable alternative to fossil.
Materiály, ktoré sa nerozkladajú ľahko, môžu v prostredí pretrvávať veľmi dlho a postupne sa rozpadať na menšie častice. Preto sa vedci aj priemysel dlhodobo snažia nájsť náhrady, ktoré by si zachovali praktické vlastnosti plastov, ale po použití by sa správali šetrnejšie k prírode.
V prípade jednorazových obalov je tlak na zmenu obzvlášť silný. Ide o produkty, ktoré majú krátku životnosť, no ich environmentálny dosah môže byť dlhý. Práve preto sa pozornosť obracia na biopolyméry z obnoviteľných zdrojov, medzi ktoré patrí aj rastlinný proteín zeín z kukurice.
Pavúčí hodváb je v prírode známy tým, že spája pevnosť, pružnosť a nízku hmotnosť. V materiálovom výskume je preto dlhodobo vzorom pre nové vlákna a filmy. V tomto prípade nejde o to, že by sa materiál doslova zmenil na hodváb, ale o to, že vedci napodobnili princíp spracovania proteínov tak, aby sa z nich dali vytvoriť pevnejšie a praktickejšie štruktúry.
Takýto prístup je dôležitý najmä pri rastlinných proteínoch, ktoré samy osebe nemusia mať ideálne vlastnosti pre priemyselné využitie. Ak sa však upravia vhodným procesom, môžu získať lepšiu mechanickú odolnosť aj funkčné vlastnosti potrebné pre obaly či iné aplikácie.
Prečo sú bariérové vlastnosti rozhodujúce
Pri materiáloch na balenie nestačí len to, aby boli biologicky rozložiteľné. Musia tiež chrániť potraviny alebo iný obsah pred vlhkosťou, kyslíkom a ďalšími vplyvmi z prostredia. Ak je bariéra slabá, obal síce môže byť ekologickejší, ale v praxi neplní svoju úlohu.
Práve preto je zistenie o dobrej odolnosti voči vlhkosti a kyslíku dôležité. V širšom kontexte materiálového výskumu ide o jeden z hlavných problémov bioplastov: nájsť rovnováhu medzi funkčnosťou, cenou, dostupnosťou surovín a rozložiteľnosťou. Výskum zameraný na zeín ukazuje, že rastlinné proteíny môžu byť v tomto smere sľubnejšie, než sa doteraz predpokladalo.
Čo zatiaľ zostáva otvorené
Aj keď výsledky vyzerajú sľubne, z jedného laboratórneho alebo testovacieho úspechu ešte nevyplýva okamžité nasadenie v bežnej výrobe. V materiálovej vede býva rozhodujúce, ako sa nový materiál správa v reálnych podmienkach, pri dlhodobom používaní, vo veľkej výrobe a pri rôznych typoch odpadu či prostredia.
Zo zdroja vyplýva najmä to, že nový biopolymér sa rozkladá v simulovaných prírodných pôdnych podmienkach a že má sľubné vlastnosti pre obalové aplikácie. Otázky o škálovaní výroby, cene, kompatibilite s priemyslom a presnom správaní v rôznych prostrediach však zostávajú témou ďalšieho výskumu. Práve tam sa rozhodne, či sa z laboratórneho „plantymeru“ stane aj praktická alternatíva k bežným plastom.
Kam môže tento výskum smerovať ďalej
Ak sa podobné materiály podarí ďalej vylepšovať, môžu sa uplatniť najmä tam, kde je potrebný krátkodobý, ale funkčný obalový materiál. V širšom zmysle ide o súčasť trendu, v ktorom sa vedci snažia navrhovať materiály podľa princípov prírody: z obnoviteľných surovín, s rozumnou výkonnosťou a s menším dopadom po skončení životnosti.
Výskum z Číny a Holandska ukazuje, že aj bežná poľnohospodárska surovina, akou je kukurica, môže byť základom pre pokročilejší materiálový dizajn. Rozhodujúce však bude, či sa podarí spojiť laboratórne výsledky s požiadavkami reálneho trhu a environmentálnych cieľov.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
