Kunststoffen zijn zeer nuttige materialen. Ze hebben aanzienlijke voordelen opgeleverd voor de moderne samenleving. Maar de ongekende hoeveelheid plastic die de afgelopen decennia is geproduceerd, heeft geleid tot ernstige milieuvervuiling.

Alleen verpakkingen waren verantwoordelijk voor 46% van de 340 miljoen ton plastic afval die in 2018 wereldwijd werd gegenereerd. Hoewel de recycling van plastic de afgelopen jaren aanzienlijk is toegenomen, de meeste kunststoffen die tegenwoordig worden gebruikt, zijn voor eenmalig gebruik, niet recyclebaar en niet biologisch afbreekbaar.

De vraag naar voedsel zal in 2050 verdubbelen. Hierdoor zal waarschijnlijk de hoeveelheid afval van voedsel en de plastic verpakkingen toenemen, armere landen onder enorme druk zetten om afvalverwerking te beheren.

Om de problemen van milieuschade aan te pakken, we hebben meer duurzame materialen nodig die we kunnen recyclen of die biologisch afbreekbaar zijn. Er is een golf van plantaardige kunststoffen, maar veel van deze kunnen alleen worden gecomposteerd met behulp van industriële processen, niet door mensen thuis.

Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Cambridge een manier gevonden om plastic te maken van overvloedige en duurzame plantaardige eiwitten. Geïnspireerd door spinnenzijde, de film werkt op een manier die vergelijkbaar is met andere kunststoffen, maar het kan thuis worden gecomposteerd.

Soorten plastic

Synthetische en niet-biologisch afbreekbare kunststoffen die vaak worden gebruikt voor voedselverpakkingen zijn onder meer polytheentereftalaat (PET), polystyreen (PS) en kristallijn polytheentereftalaat (CPET).

Er zijn enkele processen voor het verwijderen van PET, namelijk mechanische en chemische recyclingtechnieken, maar het meeste plastic over de hele wereld wordt nog steeds naar stortplaatsen gestuurd. PET kan honderden jaren nodig hebben om te ontbinden en het is niet biologisch afbreekbaar. Dit betekent dat het het ecosysteem jarenlang kan blijven vervuilen.

Het maken van plastic kost veel energie. Vervolgens, als plastic wordt weggegooid, ze veroorzaken milieuschade, inclusief de opwarming van de aarde, uitstoot van broeikasgassen en schade aan het leven in zee.

Anderzijds, er zijn enkele biologisch afbreekbare plantaardige kunststoffen, zoals polymelkzuur (PLA), polybutyleensuccinaat (PBS), polycaprolacton) (PCL) en polyhydroxyalkanoten (PHA's), die milieuvriendelijker zijn dan niet-hernieuwbare polymeren.

PLA-polymeren worden geproduceerd uit hernieuwbare bronnen en hebben het voordeel dat ze recyclebaar en composteerbaar zijn. Dit maakt PLA een veel milieuvriendelijker materiaal dan PET, PS en CPET. Echter, hun duurzaamheid en stabiliteit op lange termijn zijn lager dan hun synthetische tegenhangers.

Het nieuwe materiaal

Het nieuwe onderzoek heeft het potentiële gebruik van een biologisch afbreekbaar en hernieuwbaar polymeer onderzocht, zoals soja-eiwit, om een ​​nieuw materiaal te maken dat een alternatief zou kunnen zijn voor andere plantaardige kunststoffen.

De onderzoekers creëerden een plantaardig plastic en voegden nanodeeltjes toe - deeltjes kleiner dan een miljoenste van een meter. Dit betekende dat ze de structuur van het materiaal konden controleren om flexibele films te maken, met een materiaal dat op moleculair niveau lijkt op spinnenzijde. Ze hebben het een 'veganistische spinzijde' genoemd.

Het team gebruikte verschillende technieken, inclusief scanning-elektronenmicroscopie en transmissie-elektronenmicroscopie om de structuur van de film te bestuderen.

Ze analyseerden belangrijke eigenschappen, zoals barrière-eigenschappen en vochtopname. Ze ontdekten dat de nanodeeltjes hielpen om de verschillende eigenschappen - sterkte en duurzaamheid en stabiliteit op lange termijn - aanzienlijk te vergroten.

Door een plastic te maken met een milieuvriendelijker productieproces, zelf gemaakt van duurzame materialen, een aanzienlijke hoeveelheid energie kan worden bespaard. Dit is een van de meest opwindende onderdelen van dit onderzoek.

Dit nieuwe materiaal zou kunnen helpen bij het oplossen van enkele van de problemen die plasticvervuiling heeft veroorzaakt voor het milieu - door een materiaal uit een hernieuwbare bron te introduceren met verbeterde eigenschappen die geschikt zijn voor veel technische toepassingen, inclusief verpakking.

Het onderzoek kan helpen om de productie van duurzame verpakkingsmaterialen op te schalen, gebruik van natuurlijke hulpbronnen en minder energieverbruik, terwijl de hoeveelheid plastic die op de vuilstort terechtkomt, wordt verminderd.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.