Στον ταχέως βιομηχανοποιημένο κόσμο του σήμερα, η αναζήτηση βιώσιμων υλικών είναι πιο σημαντική από ποτέ. Τα πλαστικά, πανταχού παρόντα στην καθημερινή ζωή, θέτουν σημαντικές περιβαλλοντικές προκλήσεις, κυρίως λόγω της προέλευσης τους από τα ορυκτά καύσιμα και της προβληματικής απόρριψης τους.
Μια μελέτη με επικεφαλής την ομάδα του Jeremy Luterbacher στο EPFL αποκαλύπτει μια πρωτοποριακή προσέγγιση για την παραγωγή πλαστικών υψηλής απόδοσης από ανανεώσιμες πηγές. Η έρευνα, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική έκδοση Nature Sustainability, εισάγει μια νέα μέθοδο για τη δημιουργία πολυαμιδίων, μια κατηγορία πλαστικών γνωστών για την αντοχή και την ανθεκτικότητα τους με το πιο διάσημο από αυτά το nylon, χρησιμοποιώντας έναν πυρήνα σακχάρων που προέρχεται από γεωργικά απόβλητα.
Η νέα μέθοδος αξιοποιεί έναν ανανεώσιμο πόρο και επίσης επιτυγχάνει αυτόν το μετασχηματισμό αποτελεσματικά και με ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
«Τα παραδοσιακά πλαστικά με βάση τα ορυκτά καύσιμα χρειάζονται αρωματικές ομάδες για να επιτύχουν ακαμψία, η οποία τους προσδίδει ιδιότητες όπως σκληρότητα, αντοχή και ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες», λέει ο Luterbacher. «Εδώ, έχουμε παρόμοια αποτελέσματα, αλλά χρησιμοποιούμε μια δομή σακχάρου, η οποία είναι πανταχού παρούσα στη φύση και μη τοξική, ώστε να επιτύχουμε την ακαμψία και τις συνεπαγόμενες επιθυμητές ιδιότητες».
Ο Lorenz Manker, ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν μια διαδικασία χωρίς καταλύτη για τη μετατροπή της διμεθυλγλυοξυλικής ξυλόζης (dimethyl glyoxylate xylose), ενός σταθεροποιημένου υδατάνθρακα που παράγεται απευθείας από βιομάζα, όπως ξύλο ή στάχυα καλαμποκιού, σε υψηλής ποιότητας πολυαμίδια. Η διαδικασία επιτυγχάνει εντυπωσιακή απόδοση της τάξης του 97%, κάτι που σημαίνει ότι σχεδόν όλη η πρώτη ύλη χρησιμοποιείται στο τελικό προϊόν, γεγονός που μειώνει δραστικά τα απόβλητα.
Τα πολυαμίδια βιολογικής βάσης που παράγονται, παρουσιάζουν ιδιότητες που μπορούν να ανταγωνιστούν εκείνα που βασίζονται στα ορυκτά καύσιμα, προσφέροντας μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση για διάφορες εφαρμογές. Επιπλέον, τα παραγόμενα πλαστικά επέδειξαν σημαντική ανθεκτικότητα, υποβαλλόμενα σε πολλαπλούς κύκλων μηχανικής ανακύκλωσης, διατηρώντας την ακεραιότητα και την απόδοση τους, κάτι που αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη διαχείριση του κύκλου ζωής των βιώσιμων υλικών.
Οι πιθανές εφαρμογές για αυτά τα καινοτόμα πολυαμίδια είναι ευρείες και κυμαίνονται από ανταλλακτικά αυτοκινήτων έως καταναλωτικά αγαθά, όλα με σημαντικά μειωμένο αποτύπωμα άνθρακα. Η τεχνοοικονομική ανάλυση και η αξιολόγηση του κύκλου ζωής αυτών των πολυαμιδίων υποδηλώνουν ότι αυτά τα υλικά θα μπορούσαν να έχουν ανταγωνιστική τιμή έναντι των παραδοσιακών πολυαμιδίων, συμπεριλαμβανομένων του nylon (π.χ. nylon 66), με ταυτόχρονη μείωση έως και 75% στα παραγόμενα αέρια του θερμοκηπίου.
Με πληροφορίες από phys.org
