Dzięki odpowiedniemu przygotowaniu tworzywo sztuczne może się rozpadać w ciągu dni, miesięcy albo lat – informują naukowcy w piśmie „Nature Chemistry”.
W 2022 roku na całym świecie wyrzucono ponad ćwierć miliarda ton plastiku, przy czym tylko 14 proc. poddano recyklingowi – reszta została spalona lub zakopana. Prace nad plastikiem biodegradowalnym prowadzone są od dziesięcioleci – próbowano na przykład wytwarzania go ze skrobi kukurydzianej, wodorostów czy bambusa. Wbrew obietnicom twórców większość tego rodzaju materiałów jest jednak trudna do kompostowania.
Yuwei Gu i jego współpracownicy z Rutgers, The State University of New Jersey (DOI: 10.1038/s41557-025-02007-3), opracowują technikę tworzenia tworzyw sztucznych o precyzyjnie dostrojonej żywotności, które mogłyby szybko rozkładać się zarówno podczas kompostowania, jak i w środowisku naturalnym.
Gu zainspirowały naturalne długołańcuchowe polimery, takie jak DNA i RNA, które mogą rozkładać się stosunkowo szybko w przeciwieństwie do syntetycznych.
Naturalne polimery zawierają struktury chemiczne zwane grupami bocznymi, które wspomagają ich rozpad. Struktury te napędzają reakcje wewnętrzne zwane atakami nukleofilowymi, które rozrywają wiązania w łańcuchach polimerowych. W przypadku typowych tworzyw sztucznych wymaga to ogromnych nakładów energii.
Dodając do plastiku substancje, które naśladują naturalne polimery można tworzyć materiały, które rozkładają się w ciągu dni, miesięcy lub lat, zamiast zaśmiecać środowisko przez wieki.
Gu i jego zespół stworzyli sztuczne struktury chemiczne, które naśladują grupy boczne i dodali je podczas produkcji nowych tworzyw sztucznych. Powstały materiał może łatwo się rozkładać, a poprzez zmianę struktury dodawanych grup da się precyzyjnie określić, jak długo materiał pozostaje nienaruszony.
Powstałe w wyniku rozpadu plastiku małe fragmenty łańcuchów polimerowych mogłyby – zdaniem Gu - zostać wykorzystane do produkcji nowych tworzyw sztucznych i ulec dalszemu rozpadowi. Można by je wykorzystać na przykład do produkcji opakowań żywności.
Ale zanim taki plastik o zmniejszonej trwałości zostanie wykorzystany komercyjnie, potrzebne są dalsze badania. Płyn pozostały po jego rozpadzie zawiera fragmenty łańcuchów polimerowych i trzeba się upewnić się, że nie jest toksyczny i może trafić do środowiska. Poza tym do zapoczątkowania rozpadu potrzebne jest światło utrafioletowe, dlatego w ciemności, tam gdzie Słońce nie dochodzi, plastik się nie rozkłada.
Paweł Wernicki (PAP)
pmw/ zan/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
