Fosil yakıtlardan uzaklaşmanın ve çevrede plastik birikmesinden kaçınmanın, iklim değişikliği sorununun üstesinden gelmenin anahtarı olduğu giderek daha açık hale geliyor. Bu bağlamda, “lignoselülozik biokütle” olarak adlandırılan yenmeyen bitki materyalinden yapılan bozunabilir veya geri dönüştürülebilir polimerler geliştirmek için önemli çalışmalar yapılıyor.
Tabii ki, piyasa ile rekabet edebilecek biokütle bazlı plastikler üretmek kolay değil. Geleneksel plastiklerin bu kadar yaygın olmasının bir nedeni vardır, çünkü bunlar düşük maliyet, ısı kararlılığı, mekanik mukavemet, işlenebilirlik ve uyumluluğu bir araya getirir – bunlar herhangi bir alternatif plastiğin uyması veya diğerlerini aşması gereken özellikler. Ve şimdiye kadar, görev zorlu oldu.
EPFL’nin Temel Bilimler Okulu’nda Profesör Jeremy Luterbacher tarafından yönetilen bilim adamları, PET’e benzer bir biyokütleden türetilmiş plastiği başarıyla geliştirdiler ve bu, mevcut birkaç plastik değiştirme kriterlerini karşılarken aynı zamanda daha çevre dostu oldu.
Luterbacher, “Aslında sadece ahşap veya tarımsal atıklar gibi yenilmeyen diğer bitki materyallerini ucuz kimyasallarda tek adımda plastik prekürsör olarak üretmek için ‘pişiriyoruz’, diyor Luterbacher. “Plastiğin moleküler yapısı içinde şeker yapısını sağlam tutarak, kimya mevcut alternatiflerden çok daha basit.”
Teknik, Luterbacher ve meslektaşlarının 2016 yılında yayınladıkları, aldehit eklenmesinin bitki materyalinin belirli fraksiyonlarını stabilize edebileceği ve ekstraksiyon sırasında bunların yok edilmesini önleyebileceği bir keşfe dayanmaktadır. Araştırmacılar, bu kimyayı başka bir amaca uygun hale getirerek, plastik bir öncü olarak yeni ve kullanışlı bir biyo-bazlı kimyasalı yeniden inşa edebildiler.
Çalışmanın ilk yazarı Lorenz Manker, “Formaldehit yerine farklı bir aldehit (formaldehit yerine glioksilik asit) kullanarak, şeker moleküllerinin her iki tarafına ‘yapışkan’ grupları kolayca klipsleyebiliriz, bu da onların plastik yapı taşları olarak hareket etmelerini sağlar” diyor. “Bu basit tekniği kullanarak, tarımsal atık ağırlığının %25’ini veya saflaştırılmış şekerin %95’ini plastiğe dönüştürebiliyoruz.”
Bu plastiklerin çok yönlü özellikleri, ambalaj ve tekstilden ilaç ve elektroniğe kadar çeşitli uygulamalarda kullanılmalarına izin verebilir. Araştırmacılar hâlihazırda ambalaj filmleri, giysilere veya diğer tekstil ürünlerine dönüştürülebilecek lifler ve 3D baskı için filamentler yaptılar.
Luterbacher, “Plastik, özellikle gıda paketleme gibi uygulamalar için çok heyecan verici özelliklere sahip” diyor. Ve plastiği benzersiz kılan şey, bozulmamış şeker yapısının varlığıdır. Bu, doğanın size verdiği şeyi değiştirmek zorunda olmadığınız için yapımını inanılmaz derecede kolaylaştırıyor ve zaten doğada bol olan bozunması basit çünkü bir moleküle geri dönebiliyor.”
Daha fazla bilgi: Jeremy Luterbacher, Lignoselülozik şekerlerin doğrudan işlevselleştirilmesi yoluyla Sürdürülebilir polyesterler, Nature Chemistry (2022). DOI: 10.1038/s41557-022-00974-5. www.nature.com/articles/s41557-022-00974-5
