Новый пластик, сделанный из ДНК, биоразлагаемый и легко перерабатываемый.
ПриродаХимия
20.11.2021
962 2 минут чтения
В то время, когда загрязнение окружающей среды во всех его формах представляет собой растущую угрозу для будущего планеты, необходимо совершенствовать процессы переработки и разрабатывать материалы, которые легче разлагаются. В рамках этой работы исследователи из Тяньцзиньского университета в Китае разработали биоразлагаемый, легко перерабатываемый пластик из ДНК.
И самое приятное, что для его формирования и переработки требуется мало энергии. Он изготавливается путем связывания коротких нитей ДНК с химическим веществом, полученным из растительного масла, в результате чего образуется гибкий гелеобразный материал. Гель можно формировать в формах, а затем затвердевать с помощью процесса сублимационной сушки, который вытягивает воду из геля при низких температурах.
Традиционные пластмассы вредны для окружающей среды главным образом потому, что они изготавливаются из невозобновляемых нефтехимических продуктов, требуют интенсивного нагрева и применения токсичных химикатов, а для их разрушения требуются сотни лет.
Альтернативные пластики, полученные из растительных источников — таких, как кукурузный крахмал и водоросли — становятся все более популярными, поскольку они являются возобновляемыми и биоразлагаемыми, но их производство требует больших затрат энергии, и их трудно перерабатывать. Дайонг Янг из Тяньцзиньского университета в Китае и его коллеги задались целью разработать пластик, который позволил бы преодолеть эти проблемы.
Используя свою технику, исследователи создали несколько объектов, в том числе чашку, треугольную призму, кусочки пазла, модель молекулы ДНК и кусок в форме гантели. Затем они переработали эти объекты, погрузив их в воду, чтобы снова превратить в гель, который можно было преобразовать в новые формы.
Пластиковый стаканчик на основе ДНКУдивительная особенность этого пластика в том, что его можно произвольно расщеплять. «Большинство исследований сосредоточено на разработке биоразлагаемых биопластиков, но если мы серьезно настроены на переход к циркулярной экономике, мы должны иметь возможность перерабатывать их, чтобы они не пропадали«, — говорит Дамиан Лэрд из Университета Мердока в Австралии.
Еще одним преимуществом нового пластика является широкая доступность исходного материала, так как на Земле существует около 50 миллиардов тонн ДНК. Янг и его коллеги использовали ДНК из спермы лосося, но ее также можно извлечь из возобновляемых источников, таких как отходы сельскохозяйственных культур, водоросли или бактерии.
Поскольку для производства ДНК-пластика не требуется высокая температура, он производит на 97% меньше выбросов углерода, чем полистирол, и может быть разрушен ферментами, переваривающими ДНК, если он больше не нужен. «
Два основных недостатка этого пластика заключаются в том, что он не такой прочный, как традиционные нефтехимические пластики, и что он должен оставаться сухим, чтобы не превратиться в гель. В результате он, вероятно, лучше всего подходит для таких областей применения, как упаковочные материалы и электронные устройства, говорит Янг.
«Можно также сделать ДНК-пластик водонепроницаемым, покрыв его водостойкими химикатами, как это делается с бумажными стаканчиками«, — говорит Мариам Наебе из Университета Дикина в Австралии. Янг говорит, что ее команда уже рассматривает возможность создания коммерческих продуктов из этого пластика.
Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button
Специалист по полимерам назвал идеальный новый пластик — Газета.Ru
Специалист по полимерам назвал идеальный новый пластик — Газета.Ru | Новости
close
100%
Полимолочная кислота (ПЛА) подходит на роль идеального нового пластика благодаря своей способности разлагаться, считает иностранный член РАН, специалист по созданию новых полимеров, итальянский ученый Хосе Мария Кенни.
Свое мнение он высказал в беседе с «Газетой.Ru».
«Когда мы говорим о биопластиках, нам надо учитывать два аспекта. Первый — это откуда получить сырье для пластика. Второй — чтобы он биоразлагался. Есть, например, продукты переработки промышленности (например, пищевой), которые могут быть ферментированы. Таким источником сырья может быть полимолочная кислота (ПЛА), которая сейчас наиболее широко используется коммерчески. Источник ПЛА никак не связан с нефтью, и он разлагается. Любопытно то, что ПЛА будет разлагаться только когда мы поместим материал в почву, только в определенной бактериальной среде, которая сможет атаковать ПЛА», — рассказал Кенни.
Сейчас ПЛА применяется, в частности, для производства части бутылок в Италии — они не разлагаются, пока их не поместят в почву с достаточным количеством бактерий. Также ПЛА используется в тканевой инженерии. Кроме того, на ее основе можно создавать устройства, способные разлагаться внутри человеческого тела.
«Я думаю, что будет много возможностей для этих биоразлагаемых полимеров на биологической основе, и за ними будущее», — подчеркнул Кенни.
Ранее профессор Хосе Мария Кенни получил в России мега-грант, основав лабораторию в Санкт-Петербургском Институте высокомолекулярных соединений РАН. Там он развивает тему новых полимеров для строительства, упаковочной отрасли, авиастроения и медицины.
Подробнее о том, для чего в ближайшие десятилетия можно будет применять полимеры — в материале «Газеты.Ru».
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Иван Глушков
Полдник на Полудне
О том, за что стоит любить кухню юга России
Юлия Меламед
Не-рай капитана Волконогова
Об одном очень важном фильме, не изменившем историю
Георгий Бовт
Жить чужим умом
О том, как не потерять себя в нейрокомпьютерном интерфейсе
Александр Тихомиров
На карту зачислены средства
Исполнительный директор СберСтрахования жизни Александр Тихомиров о том, что мешает россиянам жить в достатке
Дмитрий Самойлов
Дожить до весны
О лучшем саундтреке февраля
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.Продолжить чтение
Почему пластик вреден для окружающей среды? Этот новый материал объяснит
Почему пластик вреден для окружающей среды? Это одно из тех, казалось бы, необходимых зол: оно столь же легкое, сколь и прочное, и оно присутствует практически во всем. Кроме того, в отличие от других популярных материалов (например, стали и стекла), его производство не требует больших затрат денег или энергии.
Тем не менее, есть причина, по которой кофейни протыкают крышки бумажными соломинками, а продуктовые магазины накапливают продукты в пределах бумажных пакетов: пластик вреден для всех, кто к нему прикасается. Поскольку это синтетический материал, созданный людьми, список ингредиентов пластика включает довольно много химических веществ, некоторые из которых могут быть токсичными, что делает его практически неразлагаемым. К счастью, ученые из Массачусетского технологического института работают над новым пластиком, который может похвастаться всеми преимуществами и отсутствием недостатков старой версии, которая быстро приближается к своей кончине. Он называется 2ДПА-1, в два раза прочнее стали и способен проводить электричество и блокировать газ. Обычный пластик на это не способен.
Коста-дель-Эсте в Панама-Сити доказывает, что пластик не исчезает, когда его выбрасывают. Он может существовать почти 500 лет, прежде чем начнет разрушаться. Фото: Луис Акоста/Getty Images
Майкл Страно, профессор химического машиностроения Массачусетского технологического института и ведущий автор исследовательской работы, недавно опубликованной в Nature , использовал тарелку спагетти, чтобы объяснить, как работает 2DPA-1 с точки зрения непрофессионала.
Чем больше лапши вы насыпаете в миску, тем труднее будет увидеть ее дно. Соус, однако, всегда может найти дно, потому что лапша — независимо от того, сколько ее — создает небольшие карманы пространства между собой, давая соусу путь на дно миски. В случае с пластиком лапша представляет собой полимеры с такими же карманами, похожими на спагетти, между ними, но вместо соуса через них проходит газ. Страно сказал, что именно поэтому вы все еще можете чувствовать запах своих остатков, независимо от того, насколько плотно вы запечатываете свой пластиковый пакет.
Как и в обычном пластике, в 2DPA-1 тоже есть полимеры, но на лапшу они совсем не похожи. Вместо этого они представляют собой одномерные диски, которые лежат плоско и соединяются друг с другом посредством неразрывной водородной связи. Другими словами, 2DPA-1 действительно прочнее, чем обычный пластик. И у него много практического применения в зависимости от того, как он изготовлен. Например, уже прочные листы можно накладывать друг на друга, создавая законно небьющийся пластик.
Они также могут быть свернуты в трубки и смешаны с другими пластиками, чтобы создать барьер «два в одном», который функционирует как броня, что заставило ученых задуматься: что, если мы используем это в качестве покрытия для чего-либо, нанося слой или два краски, например? автомобиль? Независимо от того, какой тип краски используется, поверхности автомобилей в конечном итоге становятся жертвами стихии и начинают ржаветь или гнить. Но со слоем 2DPA-1 сверху они могут прослужить намного дольше, потому что никакие газы не могут нарушить его сверхпрочное уплотнение. Применение 2DPA-1 в качестве защитной оболочки — лишь одно из многих практических применений недавно разработанного пластика, который уже лицензирован частными компаниями.
Пластмассы в экономике замкнутого цикла
Мы должны изменить то, как мы разрабатываем, используем и повторно используем пластмассы. Мы не можем просто перерабатывать или сокращать наш выход из кризиса пластикового загрязнения. Если мы не будем действовать сейчас, к 2050 году пластика в океанах может быть больше, чем рыбы.
Экономика замкнутого цикла для пластика
Экономика замкнутого цикла Экономика замкнутого цикла Структура системных решений, которая решает глобальные проблемы, такие как изменение климата, утрата биоразнообразия, отходы и загрязнение. Он основан на трех принципах, определяемых дизайном: устранение отходов и загрязнений, распространение продуктов и материалов (по их наивысшей ценности) и восстановление природы. рассматривает каждый этап пути продукта — до и после того, как он попадет к покупателю. Этот подход не только жизненно важен для предотвращения загрязнения пластиком, но и предлагает значительные экономические, социальные и климатические преимущества. К 2040 году экономика замкнутого цикла может:
сократить годовой объем пластика, попадающего в наши океаны, на 80 %
сократить выбросы парниковых газов на 25 %
создать 700 000 дополнительных рабочих мест
Экономика замкнутого цикла учитывает каждый этап пути продукта — до и после того, как он достигнет покупателя.
Чтобы создать экономику замкнутого цикла для пластика, мы должны предпринять три действия:
Ликвидация
Ликвидация всех проблемных и ненужных пластиковых предметов
Инновации
Инновации, чтобы гарантировать, что пластмассы, которые нам нужны, пригодны для повторного использования, переработки или компостирования.
Рассылка
Обеспечить оборот всех пластиковых изделий, которые мы используем, чтобы сохранить их в экономике и вне окружающей среды. Global Commitment and Plastics Pact Network, в которую входят более 1000 организаций, включая предприятия и правительства, объединились для поддержки этого видения и целей на 2025 год для экономики замкнутого цикла для пластика.
В сотрудничестве с широкой группой ведущих компаний, городов, филантропов, политиков, ученых, студентов, НПО и граждан мы собрали ключевых заинтересованных лиц, чтобы переосмыслить и изменить будущее пластмасс, начиная с упаковки.
Эти инициативы заложили основу для широкомасштабного добровольного сотрудничества, но нам нужно идти дальше.
Нам нужен международный, обязательный подход, чтобы активизировать текущие усилия и уравнять правила игры, чтобы добиться изменений в масштабах отрасли и положить конец пластиковому загрязнению.
На пути к договору ООН
Примите участие: наши проекты
Посмотреть все проекты СтатьяПластмассы
Глобальное обязательство 2022
Артикул
Plastics
Plastics Pact Network
Глобальная сеть местных групп, работающих над внедрением экономики замкнутого цикла для пластика в…
АртикулПластмассы
Инновации в области разведки и добычи: руководство по упаковочным решениям
Руководство по инновациям в области разведки и добычи рассказывает, как использовать мощь инноваций в области разведки и добычи в качестве основной причины.