Bojujeme proti plastům nejen proto, že znečišťují životní prostředí, ale také proto, že se vyskytují prakticky ve všem v podobě mikroplastů.
Celulóza některých bakterií se ukázala jako ideální náhrada: má vlastnosti plastu, ale je pevnější a pružnější.
Jsme závislí na plastu a zároveň se již mnoho let snažíme najít jeho náhradu. Takovou, která bude sloužit stejným účelům, ale nebude produkovat tuny odpadu a mikroplastů, jako je tomu nyní. Existuje několik alternativ a nyní skupina vědců tvrdí, že našla přesvědčivé řešení: využít bakterie jako jakousi živou továrnu na výrobu plastu budoucnosti.
A je to opravdu slibné: je stejně pevný jako kov, ale při rozkladu neznečišťuje životní prostředí.
Alternativy jsou naléhavě potřebné. Vzhledem k závislosti na plastu a tomu, že recyklace odpadu není naší silnou stránkou, byly podniknuty pokusy o omezení používání plastu pomocí různých předpisů. Velkým problémem tohoto materiálu je to, že při rozkladu se úplně nerozloží, ale rozpadne se na částice známé jako mikroplasty.
Ty se dostávají do řek, moří, do potravin a do našeho organismu (byly dokonce nalezeny v lidských varlatech a mateřském mléce). Mnohé z těchto plastů navíc uvolňují toxické látky, jako jsou ftaláty nebo bisfenol A (BPA), které jsou velmi škodlivé a spojují se s hormonálními problémy a dokonce s rakovinou. Při hledání alternativy začali vědci z Riceovy univerzity a Univerzity v Houstonu experimentovat s náhradou plastu, která by splňovala tři podmínky:
- Neznečišťovat životní prostředí.
- Být stejně pevná jako plast, nebo dokonce pevnější.
- Mohla by se vyrábět ve velkém množství.
Centrifugování bakterií. S ohledem na to se vědci zaměřili na bakteriální celulózu. Jedná se o látku, kterou přirozeně produkují některé bakterie a která je velmi podobná rostlinné celulóze, ale je jemnější. Objev není v tom, protože bakteriální celulóza byla známa již dříve, ale nebyla široce používána kvůli své neorganizované struktuře a složitosti použití.
Novinkou tedy není samotný materiál, ale způsob jeho výroby. Pro získání této celulózy byl vyvinut „rotační bioreaktor“. Jedná se o stroj, do kterého se umístí bakterie produkující celulózu a udržují se v tekutém stavu. Podařilo se omezit jejich pohyb, aby se nepohybovaly chaoticky.
V podstatě, stejně jako v pračce, vložili bakterie do stroje a donutili je otáčet se v určitém směru během výroby materiálu. Tímto způsobem se vlákna, z nichž se celulóza skládá a která byla dříve uspořádána chaoticky, nyní řadí do uspořádané řady. Vědci samozřejmě v studii poznamenávají, že to má velký význam, protože stejně jako u jiných materiálů (například oceli nebo uhlíkových vláken) získává konečný materiál po vyrovnání vláken vlastnosti, které ho činí jedinečným.
Vlastnosti. Četné a velmi slibné. Tým nový materiál podrobně popsal:
- Biologicky rozložitelný.
- Dostatečně pevný, aby nahradil plasty i některé kovy.
- Ohebný a průhledný.
O jaké pevnosti se jedná? O pevnosti v tahu až 436 MPa, což se blíží pevnosti materiálů jako sklo nebo hliník, ale navíc je ohebný a průhledný.
Lze legovat. M.A.S.R. Saadi je hlavním autorem studie a jednou z vlastností, kterou zdůraznil, je možnost přidávání přísad do materiálu. „Tato metoda umožňuje snadnou integraci různých nanomateriálových přísad přímo do bakteriální celulózy, což umožňuje přizpůsobit vlastnosti materiálu pro konkrétní použití.
Například při přidání nanolistů nitridu boru se pevnost zvýšila na 553 MPa, ale kromě toho se zlepšila schopnost materiálu rozptylovat teplo, což třikrát zvýšilo jeho tepelnou účinnost ve srovnání s běžnými vzorky.
Slibné. „Předpokládáme, že tyto odolné, multifunkční a ekologické listy bakteriální celulózy se stanou všudypřítomnými a nahradí plasty v různých průmyslových odvětvích,“ komentuje Muhammad Maksud Rahman, další výzkumník zapojený do projektu. Ačkoli se tento bioplast nachází ve fázi laboratorních testů, jeho průmyslový potenciál je zřejmý.
Díky své multifunkčnosti bude možné tento materiál použít nejen pro balení, které se v současné době vyrábí z plastu, ale také pro technické textilie díky jeho pevnosti a vlastnostem, jakož i pro tepelně vodivé zařízení, flexibilní obrazovky, senzory nebo lehké konstrukční prvky, které lze použít ve stavebnictví.
Ale jak jsme již řekli, jedná se pouze o produkt, který prokázal svůj potenciál v laboratoři, ale do uvedení na trh je ještě daleko. Pokud se tam vůbec dostane, samozřejmě.
