Краткая история пластика

Режиссер Шэрон Колман, рассказчик Аддисон Андерсон, музыка Мигеля д'Оливейра

Сегодня пластик повсюду. Весь этот пластик произошел от одного маленького предмета, который даже не сделан из пластика.

Веками бильярдные шары делали из слоновой кости из бивней слона. Но когда чрезмерная охота привела к сокращению популяции слонов в 19 веке, производители бильярдных шаров начали искать альтернативы, предлагая огромные награды. Итак, в 1863 году американец по имени Джон Уэсли Хаятт принял вызов. В течение следующих пяти лет он изобрел новый материал под названием целлулоид, сделанный из целлюлозы, соединения, содержащегося в древесине и соломе.

Вскоре компания Hyatt обнаружила, что целлулоид не может решить проблему с бильярдным шаром - материал был недостаточно тяжелым и не отскакивал должным образом. Но его можно было тонировать и украсить, чтобы имитировать более дорогие материалы, такие как коралл, черепаховый панцирь, янтарь и перламутр. Он создал то, что стало известно как первый пластик.

Краткая история пластика

Слово «пластик» может описывать любой материал, состоящий из полимеров, которые представляют собой просто большие молекулы, состоящие из одной и той же повторяющейся субъединицы. Это включает в себя весь искусственный пластик, а также многие материалы, содержащиеся в живых существах. Но в целом, когда люди говорят о пластмассах, они имеют в виду синтетические материалы. Их объединяющая особенность заключается в том, что они вначале мягкие и податливые, и им можно придать определенную форму.

Несмотря на то, что он получил приз как первый официальный пластик, целлулоид был легковоспламеняющимся, что делало производство рискованным. Поэтому изобретатели начали искать альтернативы. В 1907 году химик соединил фенол - продукт переработки каменноугольной смолы - и формальдегид, создав новый стойкий полимер, названный бакелитом. Бакелит был гораздо менее горючим, чем целлулоид, и сырье, из которого он производился, было более доступным.

Бакелит был только началом. В 1920-х годах исследователи впервые коммерчески разработали полистирол - губчатый пластик, используемый в изоляции. Вскоре появился поливинилхлорид, или винил, который был гибким, но прочным. Акрил создавал прозрачные небьющиеся панели, имитирующие стекло. А в 1930-х годах в центре внимания оказался нейлон - полимер, имитирующий шелк, но во много раз превосходящий его по прочности. Начиная с 1933 года, полиэтилен стал одним из самых универсальных пластиков, который до сих пор используется для изготовления всего, от продуктовых пакетов до бутылочек с шампунем и пуленепробиваемых жилетов.

Новые производственные технологии сопровождали этот взрыв материалов. Изобретение технологии, называемой литьем под давлением, позволило вставлять расплавленные пластмассы в формы любой формы, где они быстро затвердевали. Это открыло возможности для продуктов новых разновидностей и форм, а также способ недорого и быстро производить пластмассы в больших масштабах. Ученые надеялись, что этот новый экономичный материал сделает предметы, которые раньше были недоступны по цене, доступными для большего числа людей.

Вместо этого во время Второй мировой войны на вооружение были брошены пластмассы. Во время войны производство пластика в США увеличилось в четыре раза. Солдаты были одеты в новые пластиковые подкладки для шлемов и водонепроницаемые виниловые плащи. Пилоты сидели в кабинах из оргстекла, небьющегося пластика, и полагались на парашюты из прочного нейлона.

Краткая история пластика

Впоследствии компании-производители пластика, возникшие во время войны, обратили внимание на потребительские товары. Пластмассы начали заменять другие материалы, такие как дерево, стекло и ткань, в мебели, одежде, обуви, телевизорах и радио. Универсальные пластмассы открыли возможности для упаковки, в основном предназначенной для более длительного хранения продуктов питания и других продуктов. Неожиданно появились пластиковые пакеты для мусора, эластичная полиэтиленовая пленка, сжимаемые пластиковые бутылки, картонные коробки для еды на вынос и пластиковые контейнеры для фруктов, овощей и мяса.

Всего за несколько десятилетий этот многогранный материал положил начало тому, что стало известно как «век пластмасс». Век пластмасс принес удобство и экономичность, но он также создал огромные экологические проблемы. Многие пластмассы сделаны из невозобновляемых ресурсов. Пластиковая упаковка была разработана для одноразового использования, но некоторые пластмассы разлагаются веками, образуя огромное скопление отходов.

В этом столетии нам придется сосредоточить наши инновации на решении этих проблем - за счет сокращения использования пластика, разработки биоразлагаемых пластмасс и поиска новых способов переработки существующего пластика.

ЧТО НЕ ТАК С МУСОРОМ? • Краткая история пластика

Ролик, конечно, удручающий.

Разлагающие пластик бактерии стали появляться во всем мире сами по себе.

ПЛАСТИК

Согласно FDA есть 4 вида разрешенных ими пластиков для контакта с продуктами питания:

1. Полипропилен (PP)

2. Полиэтилентерефталат (PET)

3. Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

4. Полиэтилен низкой плотности (LDPE).

Возьмём, самый «инертный» полипропилен (пластик № 5), который долгое время считался безопасным пластиком для пищевых продуктов.

Но некоторое время назад исследователи из Канады, Альберта, совершенно случайно обнаружили, что в результате проводимых ими исследований из пробирок из ПП выщелачиваются вредные вещества.

Одним из таких химических веществ оказался биоцид четвертичного аммония – антибактериальный агент, который производители добавляют в пластмассы.

Этот вывод побудил к изучению химических веществ, которые могут выщелачиваться из пластмасс, ранее считавшихся инертными.

Исследование «Выщелачивание биологически активных загрязнителей из одноразовой лабораторной пластиковой посуды» в журнале «Science Daily»: «Одноразовая пластиковая посуда используется в лабораториях по всему миру. В исследовании мы сообщаем об идентификации двух добавок, выщелачиваемых из одноразовой пластиковой посуды, которые демонстрируют сильное воздействие на ферментные и рецепторные белки.»

А еще интересно про «антибактериальные добавки в пластике». Компании, продающие эти добавки для изготовления различных видов пластмасс – Life Materials Technologies, Ltd и компания RTP, которая производит несколько видов антибактериальных добавок, включая Microban, продукт на основе триклозана. Исследование рынка антибактериальных добавок в пластмассах

КРАТКО ПРО ПЛАСТИКИ:

• PET или PETE – полиэтилентерефталат. Используется для изготовления упаковок, для розлива прохладительных напитков, соков, воды. Предназначен для разового использования. Более одного раза применять не следует. При вторичном использовании выделяется токсичное вещество – фталан, который вызывает болезни нервной и сердечно-сосудистой системы. Нельзя нагревать, не оставляйте под солнцем бутылку с водой с такой маркировкой.

• HDPE (ПНД) – полиэтилен высокой плотности низкого давления. Применяется для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, игрушек и считается безопасным для пищевого использования и хранения еды. При нагревании выделяет токсичное вещество – формальдегид. НО НАГРЕВАТЬ ЕДУ В ЛЮБОМ ПЛАСТИКЕ НЕЛЬЗЯ, ЧТО БЫ НИ ОБЕЩАЛ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ.

• PVC (ПВХ) – поливинилхлорид. Материал является опасным для пищевого применения, так как может содержать диоксины, бисфенол А, ртуть, кадмий и др.

• LDPE (ПВД) – полиэтилен низкой плотности высокого давления. Можно встретить в производстве полиэтиленовых пакетов, при изготовлении изделий, допущенных для упаковки и лекарств.

• PP – полипропилен. Применяется при изготовлении игрушек, в пищевой промышленности, в основном при производстве упаковок. Выдерживает высокие температуры, поэтому посуду можно использовать для горячей еды и напитков. Контакт с алкоголем нежелателен: может выделять формальдегид или фенол.

• PS – полистирол. Посуда из полистирола пригодна для холодных пищевых продуктов и прохладительных напитков. Посуда не должна применяться для горячих продуктов, для разогрева еды, а также в качестве емкостей для алкогольных напитков, так как в этих случаях выделяется стирол.

• Поликарбонат/полиамид (O/OTHER/7). Остальные виды пластика, которые не получили маркировку, так как не производятся в широких масштабах. Из них изготавливают игрушки и бутылочки для детей, бутылки для воды и упаковки. При частом мытье и нагревании выделяют тот самый бисфенол-А, который ведет к гормональным сбоям в организме.

Поэтому еще раз повторяю: пластик на кухне используем в крайнем случае. По максимуму заменяем все на стекло, нержавейку, дерево

Мир тонет в пластике. Вот с чего всё началось

Источник

^{Шесть бильярдных шаров, дошедших до нас со времен Наполеона}

Шел 1863 год, и знаменитый бильярдист, «отец американского бильярда» Майкл Фелан беспокоился о прочности бильярдных шаров, которые принесли ему его состояние. В то время они вырезались вручную прямо из бивней слона: слоновая кость была самым крепким материалом, который мы видели вокруг нас. Но шары получались очень дорогими, а если были сделаны плохо, то все равно не выдерживали многократных ударов и трескались.
К тому же актуальным начинал становиться вопрос: а что, если в мире скоро не станет слонов? Откуда же тогда брать бильярдные шары? Как мы будем играть в бильярд?! Фелан был очень этим озабочен. Но у него были 10 000 долларов, которые он предложил в качестве приза изобретателю, который найдет подходящую замену слоновой кости. Так Фелан спас бы свою любимую игру, ну и конечно, пару тысяч слонов тоже, почему нет.

Краткая история пластика

^{Я делаю бильярдные шары, а ты кто такой?}

На призыв откликнулся Джон Уэсли Хайат, 26-летний подмастерье-печатник. Делая книжные корешки, он придумал несколько разных рецептов, в том числе довольно плотный материал с сердцевиной из древесного волокна, покрытой смесью шеллака (смолы, полученной из выделений кокцида, лакового насекомого). Всё это он скатывал в шар и покрывал пылью из слоновой кости, чтобы придать ему традиционный вид. Но его шары из «искусственной слоновой кости» не обладали такой твердостью, как настоящие, и плохо отбивались, поэтому бильярдисты их не оценили.
В конце концов Хайат начал экспериментировать с нитратом целлюлозы — хлопком, обработанным азотной и серной кислотами. Делал он это на свой страх и риск, учитывая, что это соединение воспламеняется уже при 60º и часто приводило ко взрывам. Если растворить нитрат целлюлозы в спирте и эфире, получится сиропообразный раствор, называемый коллодием, которым хирурги перевязывали раны во времена до Первой мировой.
Хайат смешал этот коллодий с камфорой (полученной из камфорного дерева) и обнаружил, что продукт был достаточно устойчивым и поддающимся к формованию. Он назвал его целлулоидом. Сформированный в плотные шары целлулоид вел себя примерно как слоновая кость и неплохо отбивался от бортиков. Но, будучи сделанным из нитрата целлюлозы, он обладал некоторыми неприятными свойствами. Хайат позже признал: «Поднесенная сигара сразу же вызывала серьезное пламя, а иногда сильный контакт шаров друг с другом приводил к небольшому взрыву». В общем, для хорошей игры в бильярд такие шары тоже не подходили, и заветные 10 000 долларов Хайат так и не получил.

^{Шары Уэсли}

Зато парень стал всемирно известным. В 1869 году Джон Уэсли запатентовал свой новый материал, целлулоид, первую пластмассу («пластичную массу», из которой можно было лепить конструкции нужной формы). А ещё через год Хайат основал фирму для её производства, начал делать искусственные зубы и клавиши для пианино и стал очень состоятельным джентльменом. Мы до сих пор производим из придуманного им целлулоида некоторые вещи, в том числе ручки, детские куклы, киноленту и да, шары! — правда, для настольного тенниса.
Так 153 года назад Хайат изобрел первый практичный, серийно воспроизводимый пластик — материал, которому при правильной температуре и давлении можно было придать любую форму. Это означало, что у инженеров и дизайнеров теперь был новый класс материала, с которым они могли работать. И он был куда податливее, чем любые натуральные материалы, такие как дерево, кожа или стекло.
Хотя в целом этот первый пластик всё еще был очень неприятным в использовании. Шары, опять же, взрывались. А ранняя пленка вся делалась из целлулоида и была легковоспламеняющейся. Поэтому в «Бесславных ублюдках» Квентина Тарантино, когда главные герои сжигают кинотеатр с нацистами, они используют кучу пленки, чтобы пламя быстро разгорелось. И даже сегодня заводы по производству целлулоида регулярно взрываются (последний такой инцидент был в Китае в 2015 году).

Одноразовая жизнь

^{Лаборатория, в которой впервые изобрели бакелит}

Целлулоид считается первым коммерческим пластиком, но всё равно он во многом оставался естественным материалом. Целлюлоза в этом нитрате целлюлозы получалась из обычного хлопка, а камфора — из деревьев. Первый полностью синтетический пластик, бакелит, изобрели в 1907 году (причем российские и американские ученые сделали это почти одновременно). Новый материал появился в результате перехода мира к электроэнергии: человечеству резко потребовались изоляторы для проводки. С этой задачей хорошо справлялся шеллак, желтоватая природная смола. Но она получалась из насекомых, паразитирующих на тропических деревьях, поэтому производители были сильно ограничены в его количестве.
Бакелит был куда более устойчив и безопасен, чем целлулоид: из него даже делали старые телефоны и настольные лампы. Даже при 300 ºС он не загорался, а только обугливался. Его можно было быстро изготовить в лаборатории из фенола и формальдегида, а материал был прочным и прекрасно защищал древние проводки от воспламенений.
Но с бакелитом, созданным незадолго до Первой мировой, началась новая эра. Люди получили новый мощный инструмент для создания всего, чего им только хотелось. Теперь ученые знали, что можно создавать полностью синтетические пластмассы — и практически в неограниченном количестве, если под рукой были продукты нефтепереработки. Натуральные материалы перестали быть единственным возможным вариантом.

^{Емкость, в которой делали бакелит}

Темпы производства пластика ускорились во много раз из-за нехватки материалов во время Второй мировой войны. Нейлон заменил хлопок; вместо чистого каучука в шинах начали использовать синтетический каучук; добавление пластика в стекло сделало его пуленепробиваемым.
Вторая мировая подсадила мир на пластик, как на какой-то опиоид. Наверное, даже сильнее. Вы можете вылечить человека, зависимого от наркотиков, но вы уже никогда не сможете вывести пластик из организма человечества. По крайней мере, если не подсадите его на что-то еще сильнее.

^{Ура! У нас есть пластик!}

Как и опиоиды, в моменте пластмассы многое улучшают, временно маскируя разрушительное действие возникающей зависимости. Достаточно посмотреть на людей, прыгающих от радости на двухстраничном развороте журнала Life от 1 августа 1955 года. Заголовок под фото гласит: «Жизнь одноразового использования! Одноразовые предметы сокращают домашние хлопоты!». На фото — сияющая семья с раскинутыми руками, как бы поклоняющаяся падающим вокруг предметам — тарелкам, чашкам, столовым приборам, урнам, подгузникам. «Все объекты, летящие на этой картинке, — говорится в рассказе, — предназначены для выбрасывания после использования. Домохозяйкам не нужно о них волноваться».
Нефтяные и газовые компании в 60-е превратили мечту о такой жизни в реальность. Обычные люди смогли жить с таким же расточительством, как короли. Американцы и европейцы со средним доходом стали спокойно выбрасывать стаканы после того, как один раз из них выпили. Тарелки после того, как один раз съели с них бургер. Пакеты после того, как один раз что-то в них пронесли. А потом такое поведение распространилось и на другие страны, а также на другие категории товаров.
Рынок тары для напитков, когда-то целиком принадлежавший стеклу, теперь переполнен газировками, соками и энергетиками, запечатанными в пластиковые пакеты и бутылки. Гигантские потомки 21-дюймового ЧБ-телевизора из 1955 года теперь делаются из пластика. Зубная паста не просто находится в пластиковых тюбиках — до недавнего времени она сама была пластиковой.

Ужасы нашего городка

Только в начале 2010-х бренды стали постепенно отказываться от пластиковых микрогранул, которые они десятилетиями добавляли в зубную пасту и скрабы для лица, чтобы повысить их очищающую способность. Эти продукты раньше содержали (а в России многие и содержат) сотни тысяч частиц микропластика, которые наносили вред организму, если принимать их вовнутрь, и наносят вред экологии, потому что смываются в моря и реки, где их в итоге съедают мелкие организмы.
Потребители не особенно обрадовались, когда поняли, что происходит — но даже в Штатах это официально запретили только в 2015 году, когда президент Барак Обама подписал Закон об использовании продуктов без микрогранул. Это случилось спустя четыре десятилетия после того, как в косметической промышленности были запатентованы первые скрабы с микропластиком.
В законе речь в основном шла о скрабах для тела и лица. Но подводки для глаз, тушь для ресниц, губная помада — все они по-прежнему содержат десятки тысяч микропластиков, и этого вообще никто не запрещал. Эти мелкие гранулы очень нравятся косметической индустрии: они действуют как подшипники, делая продукты более растекающимися по коже и шелковистыми на ощупь.
По некоторым оценкам, около 2 миллионов килограммов микропластика из средств личной гигиены ежегодно попадает в водную среду. Только из одного Китая ежегодно вымывается 210 триллионов маленьких микробусин. И хотя да, США запретили микрогранулы в некоторой косметике, глобально ситуации это не помогло. Не говоря уже о всех тех частицах, которые уже давно кружатся в экосистеме, и их оттуда никак не убрать (по крайней мере, такого способа мы пока не придумали — кроме поедания рыбы, съевшей планктон с гранулами пластика внутри).

Краткая история пластика

Прошло всего чуть больше ста лет после его изобретения, но пластик уже стал повсеместным в окружающей нас среде. Пластиковые пакеты можно найти везде — от пиков Эвереста до глубин Марианской впадины. Мы никогда не узнаем, сколько пластика успело выпустить человечество. По последним оценкам, только с 50-х годов, начала «одноразовой жизни», мы произвели порядка 8,2 триллиона килограммов пластика. Это вдвое превышает вес всех животных на Земле. Около 85% из этого пластика, 6,5 триллионов килограмм, стали отходами. Из этих отходов 9% были переработаны, еще 12% сожжены. Остальные или попали в моря-океаны, или лежат на свалках, постепенно распадаясь на мелкие частицы и проникая в почву.
Конечно, многие пластмассовые изделия, такие как телевизоры и автомобильные детали, служат относительно долго, но 42 процента пластика сейчас приходится на упаковку, и только малая её часть подвергается вторичной переработке.
Пластикового загрязнения в мире так много, что если собрать его и превратить в пищевую пленку, её будет более чем достаточно, чтобы накрыть весь земной шар. Каждый год порядка 8 миллиардов килограмм пластика попадает только в океаны — один полный мусоровоз каждые полминуты. Фактически пластика в окружающую среду сейчас выливается столько, как если бы каждый человек на планете еженедельно ходил к морю и выкидывал в него пакет с продуктами.
В 1950 году, после Второй мировой, когда началось широкомасштабное производство пластика для потребителей, промышленность произвела ~2 миллиарда килограммов смол и синтетических волокон. К 2015 году это число увеличилось в 200 раз. Половина веса приходится на одноразовый пластик — 600 миллионов пластиковых пакетов сейчас используются каждый час. Если связать их вместе за ручки, этого хватит, чтобы обернуть всю планету семь раз.
Больше всего «мусорят» американцы: средний житель тут производит около 100 кг пластиковых отходов в год. Это в два раза больше, чем у жителей Европейского Союза — там каждый человек выкидывает порядка 45 кг пластиковых отходов. Число становится еще более впечатляющим, если учесть, что одним из преимуществ пластика является то, что он в разы легче, чем другие материалы, вроде дерева или стекла.
Более половины когда-либо произведенного пластика было выпущено в последние два десятилетия. И это производство продолжает расти в геометрической прогрессии. Когда-нибудь человечество откажется от использования ископаемого топлива, перейдя на солнечные панели и другую энергетику. Но будет невозможно полностью отказаться от производства пластика. И как мы не можем убрать из атмосферы лишний СO2, так и микропластики в океанах уже никуда не испарятся. Они останутся там на всё обозримое будущее.
По прогнозам, к 2040 году поток пластиковых отходов в водные экосистемы утроится. А к середине этого века мы создадим в общей сложности 30 триллионов килограммов пластмасс и добавок — всего за сто лет с начала их производства! На каждого живущего человека в мире придется минимум по три тонны пластика. Каждую минуту, по сути, шесть мусоровозов с этим материалом будут попадать в океан. И примерно тогда же, уже через тридцать лет, пластика в морях и океанах по весу станет больше, чем рыбы.

От пластиковых отходов к ценным наноматериалам

Пластиковые отходы – одна из основных экологических проблем, с которыми сегодня сталкивается мир. За последние два десятилетия количество производимых в мире пластиковых отходов удвоилось, и большая их часть оказывается на свалках, сжигается или используется не по назначению. По данным Организации экономического сотрудничества и развития, только 5% пластиковых отходов перерабатывается. Переработка пластика – дорогостоящий процесс из-за затрат на мойку, сортировку и переплавку пластика, чтобы превратить его в материал, который можно использовать на заводе. Ученые из Университета Райса нашли способ решить эту проблему, сделав процесс переработки пластика выгодным и экологичным.

От пластиковых отходов до ценных наноматериалов

От пластиковых отходов до ценных наноматериалов

В исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials, аспирант Университета Райса Кевин Уайсс и его коллеги из лаборатории химика Джеймса Тура описали, как они использовали свою технику флеш-нагрева по Джоулю для превращения пластиковых отходов в ценные углеродные нанотрубки и гибридные наноматериалы. Этот метод является более экономически эффективным, чем традиционные методы переработки, поскольку не требует сортировки или промывки пластиковых отходов.

Процесс включает в себя измельчение пластиковых отходов на мелкие кусочки размером с конфетти, добавление небольшого количества железа и смешивание с небольшим количеством другого углерода для электропроводности, например, древесного угля. Затем пластик подвергается «вспышке» при температуре свыше 3 100 кельвинов (около 5 120 градусов по Фаренгейту), что превращает его в ценные углеродные нанотрубки и гибридные наноматериалы. Эти материалы превосходят графен и коммерчески доступные углеродные нанотрубки и полезны в различных промышленных, медицинских и электронных приложениях, таких как композиты, покрытия, датчики и электрохимические накопители энергии.

Новый гибридный углеродный наноматериал отвечает за его улучшенные характеристики. Структура нового гибридного углеродного наноматериала похожа на ростки фасоли или леденцы. Такая структура с массой графена на концах помогает сделать углеродные нанотрубки гораздо более трудноудаляемыми, тем самым укрепляя композит. Это делает материал очень полезным в промышленных приложениях, где необходимы прочность и проводимость.

Процесс флэш-нагрева по Джоулю является более энергоэффективным и экологичным, чем существующие процессы производства нанотрубок. По сравнению с коммерческими методами производства углеродных нанотрубок, которые используются в настоящее время, процесс Университета Райса использует примерно на 90% меньше энергии и производит на 90%-94% меньше углекислого газа.

От пластиковых отходов до ценных наноматериалов

С помощью этого процесса отходы пластика можно превратить в нечто более ценное. Переработка, или превращение малоценных отходов в нечто более ценное в денежном или потребительском отношении, может создать экономический стимул для переработки пластиковых отходов. Если отходы пластика можно превратить в нечто ценное, люди могут заработать на том, что они ответственно относятся к выброшенному пластику.

Исследование Университета Райса предлагает решение одной из основных экологических проблем, с которыми сегодня сталкивается мир. Процесс преобразования отработанного пластика в ценные углеродные нанотрубки и гибридные наноматериалы – это инновационное решение, которое способно произвести революцию в индустрии переработки отходов. Этот процесс не только экономически выгоден, но и более экологичен, чем традиционные методы переработки отходов.

В Университете Райса мы верим в поиск инновационных решений реальных проблем. Мы стремимся к исследованиям, которые оказывают положительное влияние на общество и окружающую среду. Наши исследования по переработке отходов пластика в ценные углеродные нанотрубки и гибридные наноматериалы являются примером нашего стремления к созданию устойчивого будущего для всех.

Rice University

Этот крахмальный биопластик может оставить в прошлом промокшие бумажные соломинки

Мир просыпается от опасности пластиковых отходов. В последние годы несколько регионов США запретили использование пластиковых соломинок, и многие другие страны следуют их примеру. Хотя альтернативы существуют, большинство вариантов либо слишком дороги для масштабирования, либо протухают в напитках, либо имеют неприятный вкус. Но теперь группа исследователей разработала новый тип биопластиковой пленки, которая может изменить ситуацию.

Этот крахмалистый биопластик может сделать мокрые бумажные соломинки пережитком прошлого

Этот крахмалистый биопластик может сделать мокрые бумажные соломинки пережитком прошлого

В статье, опубликованной в журнале ACS Omega, команда сообщает, что они создали биопластиковую пленку из полностью натуральных, разлагаемых материалов, которую можно свернуть в соломинку, которая не промокает и прочнее пластика. Пленка изготавливается из лигнина и картофельного крахмала или поливинилового спирта, а также сшивающего агента на биологической основе – лимонной кислоты. В результате получается прочная, устойчивая в воде и биоразлагаемая пластиковая пленка, когда она больше не нужна.

Пластиковые отходы и потребность в альтернативах

Пластиковые отходы стали серьезной проблемой для планеты. Согласно докладу Всемирного экономического форума, загрязнение океана пластиком может перевесить загрязнение рыбы к 2050 году, если мы не примем срочных мер. Одним из основных факторов, способствующих образованию пластиковых отходов, являются одноразовые пластиковые изделия, такие как соломинки. Хотя многие регионы уже запретили пластиковые соломинки, потребность в альтернативах сейчас как никогда велика.

Существует несколько альтернатив пластиковым соломинкам, но все они имеют свои недостатки. Например, бумажные соломинки размокают в напитках и быстро становятся мокрыми, а металлические соломинки дороги и требуют дополнительных затрат энергии на производство. Биополимеры, такие как крахмал и лигнин, легко доступны в качестве побочных продуктов других промышленных процессов и могут служить дешевыми ингредиентами для биопластика. Однако создание биопластиковой пленки, которая была бы прочной, стабильной в воде и биоразлагаемой, представляет собой серьезную проблему.

Разработка новой биопластической пленки

Исследователи, создавшие новую биопластиковую пленку, использовали лигнин, побочный продукт бумажной и целлюлозной промышленности, и соединили его с картофельным крахмалом или поливиниловым спиртом. Затем они добавили лимонную кислоту в качестве биосшивателя, который помогает укрепить пленку. Полученную смесь размазывали тонким слоем и скатывали в цилиндр. После отверждения при температуре более 350 F биопластик естественным образом самоклеился на шве, но термическая обработка придала ему прочность и сделала еще прочнее.

Команда протестировала цилиндры в сравнении с цилиндрами из полипропиленового пластика – обычного пластикового материала, используемого для изготовления соломинок. Результаты показали, что цилиндры из биопластика были прочнее, чем цилиндры из полипропиленового пластика, но при этом оставались гибкими. После двух месяцев пребывания на улице пластиковые соломинки остались без изменений, в то время как соломинки команды значительно деградировали. Биопластиковая пленка также обеспечивала защиту от ультрафиолета, что может быть полезно для других применений, например, в качестве покрытия для окон теплиц.

Потенциальное влияние новой биопластической пленки

Разработка новой биопластической пленки может оказать значительное влияние на борьбу с пластиковыми отходами. Пленка предлагает альтернативу традиционному пластику, которая является прочной, долговечной и биоразлагаемой. В ней также используются легкодоступные побочные продукты других отраслей промышленности, что делает ее более экологичным вариантом.

Потенциальные возможности применения пленки выходят за рамки соломинок. Команда предполагает, что ее можно использовать для создания других устойчивых биопластиковых продуктов из отработанных материалов. Например, биопластиковая пленка может быть использована для создания упаковки для пищевых продуктов, одноразовой посуды и других одноразовых пластиковых изделий.

Заключение

Борьба с пластиковыми отходами – это глобальная проблема, и она требует инновационных решений. Разработка новой биопластиковой пленки – это

American Chemical Society