Wetenschappers en ingenieurs van de Universiteit van Bath hebben biologisch afbreekbare microbolletjes van cellulose ontwikkeld uit een duurzame bron die mogelijk schadelijke plastic kunnen vervangen die bijdragen aan de vervuiling van de oceaan.

Microbeads zijn kleine plastic bolletjes kleiner dan 0,5 mm die worden toegevoegd aan persoonlijke verzorgings- en schoonmaakproducten, waaronder cosmetica, zonnebrandmiddelen en vulstoffen om ze een gladde textuur te geven. Ze zijn echter te klein om door rioolfiltratiesystemen te worden verwijderd en komen zo in rivieren en oceanen terecht, waar ze worden ingenomen door vogels, vissen en ander zeeleven.

Geschat wordt dat een enkele douche kan resulteren in 100, 000 plastic deeltjes die de oceaan binnenkomen, bijdragen aan de acht miljoen ton plastic die jaarlijks in de oceaan terechtkomt. Gevreesd wordt dat de deeltjes in de voedselketen terecht kunnen komen, schade toebrengen aan dieren in het wild, maar mogelijk ook in ons voedsel terechtkomen.

Als gevolg van recente campagnes van milieugroeperingen, de Britse regering heeft beloofd om plastic microbeads in 2017 te verbieden.

Nu een onderzoeksteam, van het Universitair Centrum voor Duurzame Chemische Technologieën (CSCT), heeft een manier ontwikkeld om een ​​biologisch afbreekbaar hernieuwbaar alternatief voor plastic microbeads te produceren in een schaalbare, continu productieproces.

De kralen zijn gemaakt van cellulose, dat is het materiaal dat de taaie vezels vormt die in hout en planten worden aangetroffen. In dit proces lossen onze wetenschappers de cellulose op om het om te vormen tot kleine bolletjes door druppeltjes te vormen die vervolgens worden "gehard". Deze microbeads zijn robuust genoeg om stabiel te blijven in een bodywash, maar kan door organismen in de rioolwaterzuiveringsinstallaties worden afgebroken, of zelfs in de omgeving in korte tijd.

De onderzoekers verwachten dat ze cellulose uit een reeks "afval"-bronnen kunnen gebruiken, ook uit de papierindustrie als hernieuwbare bron van grondstof.

Ze hebben hun resultaten gepubliceerd in het tijdschrift ACS Duurzame Chemie en Engineering .

Dr Janet Scott, Lezer bij de afdeling Scheikunde en onderdeel van de CSCT, zei:"Microkorrels die in de cosmetica-industrie worden gebruikt, zijn vaak gemaakt van polyethyleen of polypropyleen, die goedkoop en makkelijk te maken zijn. Deze polymeren zijn echter afgeleid van olie en het duurt honderden jaren voordat ze in het milieu worden afgebroken.

"We hebben een manier ontwikkeld om microbolletjes te maken van cellulose, die niet alleen uit een hernieuwbare bron komt, maar ook biologisch afbreekbaar tot onschadelijke suikers.

"We hopen dat deze in de toekomst kunnen worden gebruikt als een directe vervanging voor plastic microbeads."

David Mattia, Hoogleraar Chemical Engineering en onderdeel van de CSCT, zei:"Ons doel was om een ​​continu proces te ontwikkelen dat schaalbaar is voor productie. We hebben dit bereikt door vanaf het begin samen te werken, integratie van procesontwerp en chemie-optimalisatie, toont de kracht van de multidisciplinaire aanpak die we hebben in de CSCT."

De kralen zijn gemaakt met behulp van een oplossing van cellulose die door kleine gaatjes in een buisvormig membraan wordt geperst, het creëren van bolvormige druppeltjes van de oplossing die met plantaardige olie van het membraan worden weggespoeld. De kralen worden dan verzameld, ingesteld en gescheiden van de olie voor gebruik.

De fysieke eigenschappen van de kralen kunnen worden aangepast door de structuur van de cellulose te veranderen, bijvoorbeeld het harder maken van de kralen. Een team, onder leiding van Dr. Scott en met inbegrip van Professor Davide Mattia (Chemical Engineering) en Professor Karen Edler (Chemistry) heeft zojuist ook een financiering van iets meer dan £ 1 miljoen ontvangen van de Engineering &Physical Sciences Research Council om poreuze kralen te ontwikkelen, capsules en microsponzen.

Ze zullen samenwerken met industriële partners, om materialen te ontwikkelen die kunnen worden gebruikt in cosmetica en producten voor persoonlijke verzorging, of geïmpregneerd met landbouwchemicaliën voor gebruik in, bijvoorbeeld, langzaam vrijkomende meststoffen.