Mango i wodorosty
W poszukiwaniu alternatyw dla tworzyw sztucznych, Denxibel Montinola - naukowiec z Filipin opracował biomateriał na bazie pektyny i karagenu, polisacharydów pochodzących z łupin mango i wodorostów morskich.
Montinola użył skórki z mango i wodorostów morskich ze względu na ich obfitość w kraju - znajdują się one w pierwszej dziesiątce towarów eksportowanych przez Filipiny. Jak twierdzi naukowiec, jego materiał jest nie tylko przyjazny dla środowiska, ale pod pewnymi względami lepszy od tworzyw sztucznych. Na przykład, całkowicie rozpuszcza się w wodzie i nie rozkłada się na małe cząsteczki. Z tego powodu nie stanowi on zagrożenia dla organizmów morskich.
Badacz jest przekonany, że jego materiał może rozwiązać problem mikroplastików. Są to drobiny plastiku o wielkości poniżej 5 mm. Obecne znajdowane są one nawet w miejscach, w których nigdy nie mieszkali ludzie.
Zdaniem badacza, nowy materiał jest na tyle mocny i elastyczny, że może być używany również do produkcji opatrunków.
Bakterie też produkują plastik
Niektóre bakterie w warunkach stresu zaczynają produkować... plastik. Takie tworzywo - wcale nie sztuczne - w miarę szybko rozkłada się w środowisku a na dodatek jest biozgodne. Można więc wykorzystać je do produkcji opatrunków czy pokrywać nim implanty.
- Badam bioplastik produkowany przez bakterie - mówił w 2018 r. w rozmowie z PAP mikrobiolog dr Maciej Guzik z Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie.
Wyjaśnia, że znamy już ponad 150 gatunków bakterii, które w warunkach stresu wytwarzają polimer przypominający plastik.
- Tak jak misie na zimę odkładają tłuszcz, tak te bakterie, kiedy nadchodzą trudne czasy, odkładają bioplastik. To są dla nich zapasy węgla i energii - mówi dr Guzik. - Kiedy popatrzymy na taką bakterię pod mikroskopem, widzimy w jej wnętrzu perełki. To jest właśnie bioplastik. Takie granulki mogą stanowić nawet 90 proc. masy bakterii - dodaje mikrobiolog.
Plastik z bakterii jest biodegradowalny. W środowisku naturalnym szybko się więc rozkłada. - Jeśli nasz bioplastik trafi na kompost, gdzie jest wilgoć i ciepło, zostanie rozłożony na dwutlenek węgla i wodę już po trzech miesiącach. Jego kolejną supercechą jest biozgodność - opisuje dr Guzik.
Dr Guzik chce używać biopolimerów w zastosowaniach medycznych. Materiał świetnie spisze się w opatrunkach, które przyspieszałyby proces gojenia. Chodzi zwłaszcza o leczenie rozległych ran. Z polimerowej siateczki - czy też pianki - zrobiona byłaby tylko dolna część opatrunku przylegająca do rany. Ta część opatrunku nie musiałaby być zmieniana.
A może z włosów?
Skoro jesteśmy już przy zastosowaniach biomedycznych, wypadałoby wspomnieć biomateriałach na bazie keratyny (włosy ludzkie, wełna), które stały się w tej dziedzinie obiecującym kandydatem ze względu na ich dostępność, biozgodność i biodegradowalność.
Biomateriały te sprzyjają adhezji i proliferacji komórek, nie wywołują reakcji zapalnej po implantacji (biokompatybilność). Stwierdzono, że różne typy keratyn mogą zawierać w sekwencji aminokwasowej peptydy adhezyjne. Obecność tych sekwencji umożliwia interakcje pomiędzy komórką a powierzchnią biomateriału oraz uruchamia ścieżki sygnałowe zapoczątkowujące regenerację tkanek.
Biomateriały na bazie keratyny są coraz częściej stosowane jako opatrunki zarówno w modelach zwierzęcych jak i u ludzi. Zastosowane opatrunki cechują się niewielką immunogennością oraz przyspieszają proces gojenia. W 2013 roku na rynku pojawiły się opatrunki na bazie białek keratynowych (Keraplast Technologies) wyizolowanych z wełny nowozelandzkich owiec. Opatrunki te zostały dopuszczone do użytku w USA, Unii Europejskiej, Australii i Nowej Zelandii.
Plastikowy raj
W artykule "Production, use, and fate of all plastics ever made", opublikowanym w 2017 r. w czasopiśmie Science Advances, badacze przedstawili dane dotyczące produkcji tworzyw sztucznych z 65 lat - od 1950 do 2015 roku. Według nich ludzkość w tym czasie wyprodukowała aż 8,3 miliarda ton tworzyw, czego skutkiem było wygenerowanie około 6,3 mld ton odpadów z tworzyw sztucznych. Około 9% tych odpadów poddano recyklingowi, 12% spalono, a 79% zgromadzono na składowiskach odpadów lub w środowisku naturalnym. Naukowcy przewidują, że przy utrzymaniu obecnych trendy w produkcji i gospodarce odpadami do 2050 r. około 12 mld ton odpadów z tworzyw sztucznych znajdzie się na składowiskach odpadów lub w środowisku naturalnym.
Naprzeciw tym liczbom stają nasze nawyki a przede wszystkim wygoda. Łatwość przetwarzania, dostępność i przede wszystkim cena powodują, że możemy co najwyżej ponarzekać na kubki i foliowe torby walające się po plażach ale nikt przy zdrowych zmysłach nie zrezygnuje z tworzyw. Tym bardziej, że oprócz znienawidzonej reklamówki przemysł przetwórczy oferuje nam nowoczesne, innowacyjne materiały polimerowe, których roli w życiu każdego z nas nie sposób przecenić.
Kompozyty obniżające wagę samochodu i pomagające rozwijać elektromobilność, dzięki czemu możemy ograniczać emisję spalin, wspomniane już tworzywa obecne w medycynie czy np. rury z tworzyw termoplastycznych, dzięki którym można łatwiej i taniej zapewnić dostęp do wody pitnej - powodują, że świat od tworzyw sztucznych się nie odwróci.
Naukowcy z Królewskiego Instytutu Technologicznego w Sztokholmie stworzyli przezroczyste drewno, nadające się do produkcji paneli słonecznych. Transparentne drewno jest biodegradowalne i przyjazne środowisku. Tworzywo pochodzi z naturalnych źródeł i nie sprawia problemów podczas utylizacji.
Biotworzywa nie są cudownym rozwiązaniem kwestii "plastiku". Ale mogą nam pomóc ten nasz raj utrzymać przy życiu przy zachowaniu jego dotychczasowych standardów i korzyści jakie niosą materiały polimerowe. Jesteśmy dopiero na początku przygody z biotworzywami, nie są one jeszcze rozpowszechnione, będą sprawiać problemy w sortowaniu i recyklingu, zdarzają się też ślepe uliczki.
Pamiętacie torby "przyjazne środowisku" lub "przyjazne naturze"? Takie, w których dodatki degradujące powodowały, iż materiał torby ulegał szybszemu rozkładowi niż podobna torba z tworzywa sztucznego. Bardzo szybko okazało się, że ulegały fragmentacji, ale nie rozkładowi na resztki organiczne, powodując większe zagrożenie dla środowiska niż powiewająca na gałęzi reklamówka. Ekologia to od kilku lat nośny temat, więc nie ma się co dziwić, że na tej fali każdy będzie chciał zarobić.
- Konsumujemy a konsumpcja to produkcja odpadów. Konsumujemy zużywając zasoby, a więc zużywamy zasoby aby produkować odpady - powiedział kiedyś Wacław Wasiak, dyrektor Polskiej Izby Opakowań, używając obrazowego sformułowania, które zapadło mi w pamięć.
Pracujmy zatem nad rozwojem tworzyw z surowców odnawialnych, w myśl biblijnego "z prochu powstałeś w proch się obrócisz".
PS. Nie zostawiajmy "plastików" innym plażowiczom. Nie potrzebują ich. Mają swoje.
Jacek Leszczyński
