Създадоха лесно и бързо разграждаща се в природата биопластмаса

14.07.2023   |   Начало»Технологии

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Екип от изследователи от Университета на Вашингтон създаде нова биопластмаса, която може безпроблемно да се разгражда в обикновен контейнер за компост. Биопластмасата е изработена изцяло от спирулина. Екипът използва топлина и натиск, за да моделира праха спирулина в различни форми. Става дума за същата обработваща техника, която се използва и за обработката на конвенционалната пластмаса. Освен това, новата биопластмаса има механични свойства, съпоставими с тези на традиционната пластмаса за еднократна употреба.

"Искахме да създадем биопластмаса, която е и с био произход, и биоразградима в задния ни двор, като в същото време може да се обработва, мащабира и рециклира", заяви Елефтерия Румели, асистент по материалознание и инженеринг в Университета на Вашингтон. "Биопластмасата, която създадохме, използвайки само спирулина, не само има профил на разграждане, подобен на органичните отпадъци, но обикновено е средно 10 пъти по-силна и по-твърда от предишни пластмаси от спирулина. Тези характеристики откриват нови възможности за практически приложения на базираната на спирулина пластмаса в различни индустрии, включително хранителни опаковки или домакинска пластмаса като бутилки и табли."

Защо спирулина

Изследователите избират спирулината по няколко причини. Основната е, че тя може да се отглежда в големи мащаби, защото вече се използва в различни храни и козметични продукти. Освен това, клетките на спирулината усвояват въглероден диоксид, докато растат, поради което тази биомаса е въглеродно неутрална или евентуално въглеродно отрицателна суровина за пластмаса.

"Спирулината също така има уникални огнеупорни свойства", посочва Хариш Йер, докторант по материалознание и инженеринг в Университета на Вашингтон. "При излагане на огън тя веднага се самоизгася, за разлика от много традиционни пластмаси, които или горят, или се стопяват. Тази пожароустойчивост прави пластмасите от спирулина подходящи за приложения, където традиционните пластмаси не са приложими заради своята горимост. Пример са пластмасовите шкафове за центрове за данни, защото системите, които се използват за охлаждане на сървърите, могат да са много горещи."

Изработването на пластмасови продукти често включва използването на топлина и натиск, за да се оформи пластмасата в желаната форма. Екипът на Университета на Вашингтон избира подобен подход за своята биопластмаса.

"Това означава, че няма нужда да проектираме наново производствените линии, ако искаме да използваме нашите материали в индустриален мащаб", посочва Румели. "Отстранихме една от обичайните пречки между лабораторията и мащабното внедряване, за да отговорим на търсенето в индустрията. Така например, много биопластмаси се правят от молекули, които се извличат от биомаса като водорасли, и смесват с модификатори, преди да бъдат отлети като филм. Този процес изисква материалите да са под формата на разтвор преди отливането, а това не е мащабируемо."

Работата по проекта продължава

Други изследователи също използват спирулина за създаване на биопластмаси, но биопластмасата на изследователите от Университета на Вашингтон е по-здрава и по-твърда от досега създадените. Екипът на Университета на Вашингтон оптимизира микроструктурата и връзките в тази биопластмаса чрез промяната на условията на създаването й – като температура, натиск и престой в екструдер или гореща преса – и изучаване на структурните свойства на получените материали, включително тяхната здравина, твърдост и издръжливост.

Тази биопластмаса все още не е напълно готова за приложения в индустрията. Така например, въпреки че материалът е здрав, той все още е доста крехък. Предизвикателство е и чувствителността му към вода.
 
Екипът работи по решаването на тези проблеми и ще продължава да изучава основните свойства, които определят поведението на материала. Изследователите се надяват да проектират решения за различи ситуации, създавайки асортимент от биопластмаси.

Новосъздадените материали също са рециклируеми.

"Биоразграждането не е предпочитаният от нас сценарий за края на експлоатационния живот", посочва Румели. "Нашата биопластмаса от спирулина може да се рециклира механично, което е много достъпно. Хората невинаги рециклират пластмасата, така че това, че нашата биопластмаса може бързо да се разгражда в природата, е допълнителен бонус."

Ключови думи: пластмаси   биопластмаса   рециклиране  

Област: Технологии