ПриродаХимия

Новый пластик, сделанный из ДНК, биоразлагаемый и легко перерабатываемый.


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. Лишь небольшая часть перерабатывается, а остальное попадает на свалки, сжигается или загрязняет окружающую среду другими способами.

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.

Пластик, который можно разрушить, просто погрузив его в воду

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 ДНК

Удивительная 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. "Насколько нам известно, предложенные нами пластики на основе ДНК являются самыми экологически устойчивыми из всех известных пластиков", — добавляет он.

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.

Подписывайтесь на нас
Back to top button