Tito inženýři vytvořili zcela nový přístup k recyklaci plastů

Naše planeta a vše, co na ní žije, se otáčí pod tíhou veškerého plastového odpadu, který produkujeme. Objem těchto biologicky nerozložitelných materiálů, které jsou po použití vyřazeny, se jen zvyšuje, takže potřebujeme nové způsoby, jak je rychle zpracovat.

Nová studie proof-of-concept demonstruje zcela nový přístup k recyklaci plastů, inspirovaný přirozeným způsobem „recyklace“ složek organických materiálů. Polymery přítomné v našem prostředí.

Přístup bere směr z toho, že Bílkoviny Organické polymery se uvnitř neustále rozpadají na kousky a znovu se skládají do různých proteinů, aniž by ztratily kvalitu svých stavebních kamenů. V zásadě, pokud jde o recyklaci plastu – syntetického polymeru – aniž bychom jej rozdělili, musíme myslet menší.

Proteiny jsou jednou z hlavních organických sloučenin, které slouží jako stavební kameny všeho biologického. Jsou to dlouhé řetězce molekul (nebo monomerů) známé jako aminokyseliny a vědci se domnívají, že způsob, jakým lze tyto molekuly rozebrat a přetvořit, ukazuje na potenciální strategii recyklace syntetických polymerů.

„Protein je jako řetězec perel, ve kterém je každá perla aminokyselinou.“ Vědec v oblasti materiálů Simon Giavieri říká:ze Švýcarského federálního technologického institutu (EPFL) ve Švýcarsku.

„Každá perla má jinou barvu a barevná sekvence určuje strukturu řetězce a tím i její vlastnosti. V přírodě se proteinové řetězce rozkládají na aminokyseliny, které je tvoří, a buňky tyto aminokyseliny dávají dohromady a vytvářejí nové proteiny – tj. vytvářejí nová vlákna perel s jinou barevnou sekvencí. “

Vědci svůj přístup nazvali „Recyklace cirkulární ekonomiky inspirovaná přírodou“ nebo zkráceně NaCRe.

V laboratorních testech byl tým schopen rozložit specifické proteiny na aminokyseliny a poté je sestavit do nových proteinů s různými strukturami a způsoby použití. V jednom případě transformovali proteiny z hedvábí na zelený fluorescenční protein, zářící indikátor používaný v biomedicínském výzkumu. Navzdory této demontáži a rekonstrukci zůstává kvalita proteinů konstantní.

(Giaveri a kol., pokročilé materiály(2021)

Podle analýzy týmu lze mechanismy, které se přirozeně vyskytují v proteinech, aplikovat i na plasty, i když vývoj a rozšiřování potřebné technologie bude nějakou dobu trvat.

Existují významné rozdíly mezi přírodními a syntetickými polymery, které je třeba vzít v úvahu, ale vědci tvrdí, že tento nový přístup k recyklaci je možný – a udrží materiál v používání co nejdéle.

„Chtělo by to radikálně odlišné myšlení,“ Vědec v oblasti materiálů Francesco Stellaci říká:z EPFL. „Polymery jsou prameny perel, ale syntetické polymery jsou většinou vyrobeny z perel, které mají všechny stejnou barvu, a když je barva odlišná, na barevné sekvenci málokdy záleží.“

„Kromě toho nemáme efektivní způsob syntézy syntetických polymerů z perel různých barev způsobem, který by řídil jejich sekvenci.“

I biologicky rozložitelné plasty vytvářejí zbytky odpadu, který je třeba po ukončení procesu recyklace uložit nebo pohřbít, a to s obvyklým dopadem na životní prostředí, pokud jde o využívání půdy a znečištění. Nová strategie to může napravit.

Vědci odhadují, že za 70 let života průměrný člověk vyhodí asi 2 metrické tuny plastů-a vzhledem k aktuálním zhruba 8 miliardám lidí na planetě je to katastrofální množství odpadu.

A i když děláme určitý pokrok v řešení problému znečištění plasty, není to teď dost blízko. Pokud máme zabránit tomu, aby plasty více poškozovaly náš svět a naše zdraví, je nutný zásadní posun v myšlení a jednání.

„V budoucnosti bude udržitelnost znamenat tlačení recyklace na limity, shazování spousty různých věcí dohromady a recyklaci směsi za účelem vytvoření nového nového materiálu každý den,“ Říká Stellaci. Příroda to už dělá.

Hledání bylo zveřejněno v pokročilé materiály.