Kunststoffen bieden veel voordelen voor de samenleving en worden veel gebruikt in ons dagelijks leven:ze zijn licht van gewicht, goedkoop en aanpasbaar. Echter, de productie, verwerking en verwijdering van kunststoffen zijn gewoon niet duurzaam, en vormen een grote mondiale bedreiging voor het milieu en de menselijke gezondheid. Een milieuvriendelijke verwerking van herbruikbare en recyclebare kunststoffen afkomstig van plantaardige grondstoffen zou een ideale oplossing zijn. Tot dusver, de technologische uitdagingen zijn te groot gebleken. Echter, onderzoekers van de Universiteit van Göttingen hebben nu een duurzame methode gevonden:'hydrosetting', die onder normale omstandigheden water gebruikt om een ​​nieuw type hydroplastisch polymeer, cellulose-cinnamaat (CCi) te verwerken en opnieuw vorm te geven. Het onderzoek is gepubliceerd in Natuur Duurzaamheid .

Kunststoffen zijn polymeren, wat betekent dat hun moleculaire structuur is opgebouwd uit een groot aantal vergelijkbare eenheden die aan elkaar zijn gehecht. Momenteel, de meeste kunststoffen worden vervaardigd met petrochemicaliën als grondstof, wat schadelijk is voor ons milieu om zowel te winnen als te verwijderen. In tegenstelling tot, cellulose, wat het hoofdbestanddeel is van plantencelwanden, is het meest voorkomende natuurlijke polymeer op aarde, vormen een bijna onuitputtelijke bron van grondstoffen. Door een zeer klein deel van de chemie van cellulose enigszins te wijzigen door een "cinnamoyl" -groep te introduceren, de onderzoekers zijn erin geslaagd een specifieke CCi te maken die geschikt is voor de vorming van een nieuw type bioplastic met hydroplastische (dwz zacht en kneedbaar bij contact met water) polymeren.

Dit betekent dat het kan worden gevormd met weinig meer dan water bij dagelijkse temperatuur en druk. Deze unieke methode, bekend als hydrosetting, stelde de onderzoekers in staat om verschillende vormen te produceren door het bioplastic simpelweg in water onder te dompelen en aan de lucht te laten drogen. De gegoten vormen behielden hun stabiliteit op de lange termijn en konden steeds opnieuw worden omgevormd tot een verscheidenheid aan 2D- en 3D-vormen. Hoewel het plastic niet mag worden gebruikt voor direct contact met water - omdat het zijn vorm verliest - kan het water vasthouden en in vochtige omstandigheden worden gebruikt. De CCi-bioplastics vertoonden hoogwaardige mechanische eigenschappen in vergelijking met kunststoffen die momenteel veel worden gebruikt.

"Ons onderzoek biedt een haalbare methode om andere milieuvriendelijke hydroplastics te ontwerpen uit hernieuwbare bronnen, " legt professor Kai Zhang van de Universiteit van Göttingen uit. "Dit zou nieuwe wegen voor onderzoek moeten openen, het stimuleren van verdere verkenning van andere duurzame bioplastics met superieure mechanische eigenschappen en nieuwe functies."

Het hydrohardingsproces vermijdt dure en complexe machines en zware verwerkingsomstandigheden. Deze milieuvriendelijke methode vereenvoudigt de productie van kunststoffen aanzienlijk, hun verwerking en recycling zuiniger en duurzamer te maken. "Dit onderzoek biedt een enorm potentieel voor bioplastics zoals deze om in veel verschillende situaties toe te passen, zoals biologie, elektronica en medicijnen, " zegt Zhang voordat hij eraan toevoegt:"In het bijzonder, de schadelijke effecten van plastic op het milieu, die schadelijk is voor alle vormen van leven op aarde, zou worden geminimaliseerd door hydroplastics met hun unieke eigenschappen opnieuw te gebruiken."