Het eerste plastic dat op microscopisch niveau biologisch afbreekbaar is

Amerikaanse experts ontwikkelden een nieuw plastic op plantenbasis, vermalen het tot microdeeltjes en testten vervolgens met drie instrumenten de biologische afbreekbaarheid ervan.

Conventionele microplastics hebben tussen de 100 en 1000 jaar nodig om af te breken. Foto: Whitehoune/iStock — Conventionele microplastics hebben tussen de 100 en 1000 jaar nodig om af te breken. Foto: *Whitehoune/iStock*

Microplastics zijn kleine, vrijwel onverwoestbare fragmenten van alledaagse plastic producten. Een team van experts van de Universiteit van Californië in San Diego en het materiaalkundebedrijf Algenesis ontwikkelden in minder dan zeven maanden een plantaardig polymeer dat biologisch afbreekbaar is, zelfs op microplasticniveau, meldde Science Daily op 25 maart. Merk op dat alle plastics polymeren zijn, maar niet alle polymeren zijn plastics.

"We proberen alternatieven te vinden voor de huidige materialen en ervoor te zorgen dat de alternatieve materialen aan het einde van hun levensduur biologisch afbreekbaar zijn in plaats van zich op te hopen in het milieu", aldus Michael Burkart, hoogleraar scheikunde en biochemie, lid van het onderzoeksteam en medeoprichter van Algenesis. Het nieuwe onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Scientific Reports.

Om de biologische afbreekbaarheid te testen, vermaalde het team het nieuwe materiaal tot minuscule microdeeltjes en gebruikte drie verschillende meetinstrumenten om te bevestigen dat het materiaal, nadat het aan compost was toegevoegd, door bacteriën werd verteerd.

Het eerste hulpmiddel is een respirometer. Terwijl bacteriën compostmateriaal afbreken, komt CO2 vrij, wat gemeten kan worden met een respirometer. De resultaten worden vervolgens vergeleken met de afbraak van cellulose, de industriestandaard voor 100% biologische afbreekbaarheid. Het nieuwe plantaardige polymeer evenaart cellulose bijna 100%.

Vervolgens gebruikte het team een waterflotatiemethode. Het plastic drijft en is onoplosbaar in water, waardoor het gemakkelijk kan worden opgeschept. Na 90 en 200 dagen werd bijna 100% van de microplastics op basis van aardolie teruggevonden, wat erop wijst dat ze niet biologisch afbreekbaar waren. Na 90 dagen werd echter slechts 32% van de microplastics op basis van algen teruggevonden, wat betekent dat meer dan twee derde biologisch was afgebroken. Na 200 dagen daalde dit percentage tot 3%, wat betekent dat 97% was verdwenen.

De laatste tool betreft chemische analyse via gaschromatografie/massaspectrometrie (GCMS). Hiermee wordt de aanwezigheid van de monomeren waaruit plastic bestaat gedetecteerd. Dit geeft aan dat het polymeer is afgebroken tot de oorspronkelijke plantaardige materialen.

"Dit materiaal is het eerste plastic waarvan is aangetoond dat het geen microplastics achterlaat bij gebruik. Dit is niet alleen een duurzame oplossing voor productlevenscycli en overvolle stortplaatsen, maar het is ook een plastic waar we niet ziek van worden", aldus medeauteur van de studie Stephen Mayfield, professor aan de School of Biological Sciences van de University of California San Diego en medeoprichter van Algenesis.

De uitdaging is nu hoe we het nieuwe materiaal kunnen toepassen op apparaten die oorspronkelijk ontworpen zijn voor traditioneel plastic. Algenesis boekt enige vooruitgang in dit proces. Het bedrijf werkt samen met verschillende bedrijven om producten te produceren met behulp van de plantaardige polymeren van UC San Diego, waaronder Trelleborg, dat gecoate stoffen maakt, en RhinoShield, dat telefoonhoesjes maakt.

Do Thao (volgens Science Daily )

Bronlink