Materialele plastice în lume

În 2050, greutatea deșeurilor de plastic din oceane va depăși greutatea peștilor la un loc! Un astfel de avertisment a fost inclus într-un raport al Fundației Ellen MacArthur și McKinsey publicat cu ocazia Forumului Economic Mondial de la Davos în 2016.

După cum citim în document, raportul dintre tone de plastic și tone de pește în apele oceanului în 2014 a fost de unu la cinci. În 2025, va fi unul din trei, iar în 2050 vor fi mai multe deșeuri de plastic... Raportul s-a bazat pe interviuri cu peste 180 de experți și pe o analiză a peste două sute de alte studii. Autorii raportului notează că doar 14% din ambalajele din plastic sunt reciclate. Pentru alte materiale, rata de reciclare rămâne mult mai mare, recuperând 58% din hârtie și până la 90% din fier și oțel.

1. Producția mondială de materiale plastice în perioada 1950-2010

Datorită ușurinței sale de utilizare, versatilității și destul de evident, a devenit unul dintre cele mai populare materiale din lume. Utilizarea sa a crescut de aproape două sute de ori între 1950 și 2000 (1) și este de așteptat să se dubleze în următorii douăzeci de ani.

2. Poza din paradisul Pacificului din arhipelagul Tuvalu

. Îl găsim în sticle, folie, rame de ferestre, îmbrăcăminte, aparate de cafea, mașini, computere și cuști. Chiar și un gazon de fotbal ascunde fibre sintetice între firele naturale de iarbă. Pungile și pungile de plastic consumate uneori accidental de animale sunt aruncate pe marginea drumurilor și pe câmpuri (2). Adesea, din lipsa alternativelor, deșeurile de plastic sunt arse, eliberând vapori toxici în atmosferă. Deșeurile de plastic înfundă canalele, provocând inundații. Acestea împiedică germinarea plantelor și absorbția apei de ploaie.

3. Broasca testoasa mananca folie de plastic

Cele mai mici lucruri sunt cele mai rele

Mulți cercetători notează că cele mai periculoase deșeuri de plastic nu sunt sticlele PET care plutesc în ocean sau miliardele de pungi de plastic care se prăbușesc. Cea mai mare problemă sunt obiectele pe care nu le observăm cu adevărat. Acestea sunt fibre subțiri de plastic țesute în țesătura hainelor noastre. Zeci de căi, sute de drumuri, prin canalizare, râuri, chiar și prin atmosferă, ele pătrund în mediul înconjurător, în lanțurile trofice ale animalelor și ale oamenilor. Nocivitatea acestui tip de poluare ajunge nivelul structurilor celulare și al ADN-ului!

Din păcate, industria de îmbrăcăminte, despre care se estimează că procesează în jur de 70 de miliarde de tone din acest tip de fibre în 150 de miliarde de piese de îmbrăcăminte, de fapt nu este reglementată în niciun fel. Producătorii de îmbrăcăminte nu sunt supuși unor restricții și controale atât de stricte precum producătorii de ambalaje din plastic sau sticlele PET menționate mai sus. Puțin se spune sau se scrie despre contribuția lor la poluarea cu plastic a lumii. De asemenea, nu există proceduri stricte și bine stabilite pentru eliminarea îmbrăcămintei împletite cu fibre dăunătoare.

O problemă înrudită și nu mai puțin este așa-zisa plastic microporos, adică particule minuscule sintetice cu dimensiunea mai mică de 5 mm. Granulele provin din multe surse - materiale plastice care se descompun în mediu, în producția de materiale plastice sau în procesul de abraziune a anvelopelor auto în timpul funcționării acestora. Datorită susținerii acțiunii de curățare, particulele de microplastic pot fi găsite chiar și în pastele de dinți, gelurile de duș și produsele de peeling. Cu ape uzate intră în râuri și mări. Majoritatea stațiilor de epurare convenționale nu le pot prinde.

O dispariție alarmantă a deșeurilor

După un studiu din 2010-2011 al unei expediții maritime numită Malaspina, s-a descoperit în mod neașteptat că există mult mai puține deșeuri de plastic în oceane decât se credea. De luni de zile. Oamenii de știință contau pe o captură care ar estima cantitatea de plastic oceanic în milioane de tone. Între timp, un raport de studiu care a apărut în revista Proceedings of the National Academy of Sciences în 2014 vorbește despre... 40. ton. Oamenii de știință au descoperit că 99% din plasticul care ar trebui să plutească în apele oceanelor lipsește!

4. Plastic și animale

Totul e bine? Absolut nu. Oamenii de știință speculează că plasticul lipsă a intrat în lanțul trofic oceanic. Deci: gunoiul este consumat masiv de pești și alte organisme marine. Acest lucru se întâmplă după fragmentare din cauza acțiunii soarelui și a valurilor. Apoi micile bucăți de pește plutitoare pot fi confundate cu hrana lor - mici creaturi marine. Consecințele consumului de bucăți mici de plastic și alt contact cu plasticul nu sunt încă bine înțelese, dar probabil că nu este un efect bun (4).

Potrivit estimărilor conservatoare publicate în revista Science, peste 4,8 milioane de tone de deșeuri de plastic intră în oceane în fiecare an. Cu toate acestea, poate ajunge la 12,7 milioane de tone. Oamenii de știință din spatele calculelor spun că, dacă media estimată a acestora ar fi de aproximativ 8 milioane de tone, acea cantitate de resturi ar acoperi 34 de insule de dimensiunea Manhattanului într-un singur strat.

Principalii autori ai acestor calcule sunt oameni de știință de la Universitatea din California din Santa Barbara. În timpul activității lor, ei au colaborat cu agenții federale din SUA și alte universități. Un fapt interesant este că, conform acestor estimări, doar de la 6350 la 245 mii. tone de plastic care împrăștie marea plutește pe suprafața apelor oceanului. Restul sunt în altă parte. Potrivit oamenilor de știință, atât pe fundul mării, cât și pe coastă și, desigur, în organismele animale.

Avem date și mai noi și și mai terifiante. La sfârșitul anului trecut, Plos One, un depozit online de materiale științifice, a publicat o lucrare de colaborare a cercetătorilor din multe sute de centre științifice care au estimat masa totală a deșeurilor de plastic care plutește pe suprafața oceanelor lumii la 268 de tone! Evaluarea lor se bazează pe datele din 940 de expediții întreprinse în 24-2007. în apele tropicale şi în Marea Mediterană.

„Continentele” (5) de deșeuri din plastic nu sunt statice. Bazat pe simulare mișcarea curenților de apă în oceane, oamenii de știință au reușit să stabilească că nu se adună într-un singur loc - mai degrabă, sunt transportați pe distanțe lungi. Ca urmare a acțiunii vântului pe suprafața oceanelor și a rotației Pământului (prin așa-numita forță Coriolis), în cele mai mari cinci corpuri ale planetei noastre se formează vârtejuri de apă - i.e. Pacificul de Nord și de Sud, Atlanticul de Nord și de Sud și Oceanul Indian, unde toate obiectele și deșeurile plutitoare din plastic se acumulează treptat. Această situație se repetă ciclic în fiecare an.

5. Harta distribuției resturilor de plastic în ocean de diferite dimensiuni.

Familiarizarea cu rutele de migrație ale acestor „continente” este rezultatul unor simulări îndelungate folosind echipamente specializate (de obicei utile în cercetarea climei). Calea urmată de câteva milioane de deșeuri din plastic a fost studiată. Modelarea a arătat că în structurile construite pe o suprafață de câteva sute de mii de kilometri au fost prezente fluxuri de apă, care au preluat o parte din deșeuri dincolo de cea mai mare concentrație a acestora și le-au direcționat spre est. Desigur, există și alți factori, cum ar fi puterea valurilor și a vântului, care nu au fost luați în considerare la pregătirea studiului de mai sus, dar cu siguranță joacă un rol semnificativ în viteza și direcția transportului plasticului.

Aceste „terenuri” deșeuri în derivă sunt, de asemenea, un vehicul excelent pentru diferite tipuri de viruși și bacterii, care se pot răspândi astfel mai ușor.

Cum să curățați „continentele de gunoi”

Poate fi colectat manual. Deșeurile de plastic sunt un blestem pentru unii și o sursă de venit pentru alții. sunt chiar coordonați de organizații internaționale. Colectionari din lumea a treia plastic separat acasă. Lucrează manual sau cu mașini simple. Materialele plastice sunt mărunțite sau tăiate în bucăți mici și vândute pentru prelucrare ulterioară. Intermediarii între ei, administrație și organizațiile publice sunt organizații specializate. Această cooperare oferă colectorilor un venit stabil. În același timp, este o modalitate de a elimina deșeurile de plastic din mediu.

Cu toate acestea, colectarea manuală este relativ ineficientă. Prin urmare, există idei pentru activități mai ambițioase. De exemplu, compania olandeză Boyan Slat, în cadrul proiectului The Ocean Cleanup, oferă instalarea interceptoarelor plutitoare de gunoi în mare.

O instalație pilot de colectare a deșeurilor în apropiere de insula Tsushima, situată între Japonia și Coreea, a avut un mare succes. Nu este alimentat de nicio sursă de energie externă. Utilizarea sa se bazează pe cunoașterea efectelor vântului, curenților marini și valurilor. Resturile de plastic plutitoare, prinse într-o capcană curbată sub formă de arc sau fantă (6), sunt împinse mai departe în zona în care se acumulează și pot fi îndepărtate relativ ușor. Acum că soluția a fost testată la scară mai mică, vor trebui construite instalații mai mari, chiar și de o sută de kilometri lungime.

6. Colectarea de resturi de plastic plutitoare ca parte a proiectului The Ocean Cleanup.

Faimosul inventator și milionar James Dyson a dezvoltat proiectul în urmă cu câțiva ani. MV Recyclonsau mare aspirator bargea cărui sarcină va fi să curețe apele oceanului de gunoi, mai ales din plastic. Mașina trebuie să prindă resturile cu o plasă și apoi să le aspire cu patru aspiratoare centrifuge. Conceptul este că aspirația ar trebui să aibă loc în afara apei și să nu pună în pericol peștii. Dyson este un designer englez de echipamente industriale, cel mai bine cunoscut ca inventatorul aspiratorului ciclon fără sac.

Și ce să faci cu această masă de gunoi, când mai ai timp să o strângi? Nu lipsesc ideile. De exemplu, canadianul David Katz sugerează crearea unui borcan de plastic ().

Deșeurile ar fi un fel de monedă aici. Acestea ar putea fi schimbate cu bani, haine, alimente, încărcări mobile sau o imprimantă 3D., care, la rândul său, vă permite să creați noi articole de uz casnic din plastic reciclat. Ideea a fost implementată chiar și în Lima, capitala Peru. Acum Katz intenționează să intereseze autoritățile haitiane în el.

Reciclarea funcționează, dar nu totul

Termenul „plastic” înseamnă materiale, a căror componentă principală sunt polimeri sintetici, naturali sau modificați. Materialele plastice pot fi obținute atât din polimeri puri, cât și din polimeri modificați prin adăugarea diverșilor excipienți. Termenul de „materiale plastice” în limbajul colocvial acoperă și semifabricatele pentru prelucrare și produsele finite, cu condiția ca acestea să fie realizate din materiale care pot fi clasificate ca materiale plastice.

Există aproximativ douăzeci de tipuri comune de plastic. Fiecare vine în numeroase opțiuni pentru a vă ajuta să alegeți cel mai bun material pentru aplicația dvs. Există cinci (sau șase) grupuri materiale plastice în vrac: polietilenă (PE, inclusiv densitate mare și scăzută, HD și LD), polipropilenă (PP), clorură de polivinil (PVC), polistiren (PS) și tereftalat de polietilenă (PET). Aceste așa-numite cinci sau șase mari (7) acoperă aproape 75% din cererea europeană pentru toate materialele plastice și reprezintă cel mai mare grup de materiale plastice trimise la depozitele municipale.

Eliminarea acestor substanțe de către arde în aer liber nu este în niciun caz acceptat atât de specialişti, cât şi de publicul larg. Pe de altă parte, în acest scop pot fi folosite incineratoare ecologice, reducând deșeurile cu până la 90%.

Depozitarea deșeurilor la depozitele de gunoi nu este la fel de toxic precum arderea lor în aer liber, dar nu mai este acceptată în majoritatea țărilor dezvoltate. Deși nu este adevărat că „plasticul este durabil”, polimerii durează mult mai mult să se biodegradeze decât deșeurile alimentare, hârtie sau metal. Destul de mult ca, de exemplu, în Polonia la nivelul actual de producție de deșeuri din plastic, care este de circa 70 kg pe cap de locuitor pe an, și la o rată de recuperare care până nu demult abia depășea 10%, grămada casnică a acestui gunoi ar ajunge la 30 de milioane de tone în puțin peste un deceniu..

Factori precum mediul chimic, expunerea (UV) și, desigur, fragmentarea materialului afectează descompunerea lentă a plasticului. Multe tehnologii de reciclare (8) se bazează pur și simplu pe accelerarea semnificativă a acestor procese. Ca urmare, obținem particule mai simple din polimeri pe care le putem transforma înapoi în material pentru altceva, sau particule mai mici care pot fi folosite ca materii prime pentru extrudare, sau putem trece la nivel chimic - pentru biomasă, apă, diferite tipuri de gaze, dioxid de carbon, metan, azot.

8. Tehnologii de reciclare și prelucrare a materialelor plastice

Modul de eliminare a deșeurilor termoplastice este relativ simplu, deoarece poate fi reciclat de multe ori. Cu toate acestea, în timpul procesării, are loc o degradare parțială a polimerului, rezultând o deteriorare a proprietăților mecanice ale produsului. Din acest motiv, doar un anumit procent de materiale reciclate sunt adăugate procesului de procesare, sau deșeurile sunt procesate în produse cu cerințe de performanță mai scăzute, cum ar fi jucăriile.

O problemă mult mai mare la eliminarea produselor termoplastice uzate este necesitatea sortării din punct de vedere al gamei, care necesită competențe profesionale și îndepărtarea impurităților din acestea. Acest lucru nu este întotdeauna benefic. Materialele plastice fabricate din polimeri reticulați nu sunt, în principiu, reciclabile.

Toate materialele organice sunt inflamabile, dar este și dificil să le distrugi în acest fel. Această metodă nu poate fi aplicată materialelor care conțin sulf, halogeni și fosfor, deoarece atunci când sunt arse, ele eliberează în atmosferă o cantitate mare de gaze toxice, care sunt cauza așa-numitei ploi acide.

În primul rând, sunt eliberați compuși aromatici organoclorați, a căror toxicitate este de multe ori mai mare decât cianura de potasiu și oxizi de hidrocarburi sub formă de dioxani - C₄H₈O₂ i furanov - C₄H₄Despre eliberarea în atmosferă. Se acumulează în mediu, dar sunt greu de detectat din cauza concentrațiilor scăzute. Fiind absorbite cu alimente, aer și apă și acumulându-se în organism, ele provoacă boli grave, reduc imunitatea organismului, sunt cancerigene și pot provoca modificări genetice.

Principala sursă de emisii de dioxină este incinerarea deșeurilor care conțin clor. Pentru a evita eliberarea acestor compuși nocivi, instalațiile echipate cu așa-numitele. post-ardere, la min. 1200°C.

Deșeurile sunt reciclate în diferite moduri

Технология reciclarea deșeurilor din plastic este o secvență în mai multe etape. Să începem cu colectarea adecvată a sedimentelor, adică separarea plasticului de gunoi. La uzina de procesare are loc mai intai presortarea, apoi macinarea si macinarea, separarea corpurilor straine, apoi sortarea materialelor plastice dupa tip, uscarea si obtinerea unui semifabricat din materii prime recuperate.

Nu este întotdeauna posibilă sortarea gunoiului colectat după tip. De aceea sunt sortate prin multe metode diferite, de obicei împărțite în mecanice și chimice. Metodele mecanice includ: segregare manuală, plutire sau pneumatice. Dacă deșeurile sunt contaminate, o astfel de sortare se efectuează în mod umed. Metodele chimice includ hidroliză – descompunerea cu abur a polimerilor (materii prime pentru reproducerea poliesterilor, poliamidelor, poliuretanilor și policarbonaților) sau piroliza la temperaturi joase, cu care, de exemplu, se aruncă sticlele PET și anvelopele uzate.

Prin piroliză se înțelege transformarea termică a substanțelor organice într-un mediu complet anoxic sau cu oxigen puțin sau deloc. Piroliza la temperatură joasă are loc la o temperatură de 450-700°C și duce la formarea, printre altele, a gazului de piroliză, constând din vapori de apă, hidrogen, metan, etan, monoxid și dioxid de carbon, precum și hidrogen sulfurat și amoniac, ulei, gudron, apă și materie organică, cocs de piroliză și praf cu un conținut ridicat de metale grele. Instalația nu necesită alimentare cu energie electrică, deoarece funcționează pe gazul de piroliză generat în timpul procesului de recirculare.

Pentru funcționarea instalației se consumă până la 15% din gazul de piroliză. Procesul produce, de asemenea, până la 30% lichid de piroliză, similar păcurului, care poate fi împărțit în fracții precum: 30% benzină, solvent, 50% păcură și 20% păcură.

Restul materiilor prime secundare obținute dintr-o tonă de deșeuri sunt: ​​până la 50% pirocarbonatul de carbon este deșeu solid, din punct de vedere al puterii calorice apropiate de cocs, care poate fi folosit ca combustibil solid, cărbune activ pentru filtre sau sub formă de pulbere. pigment pentru vopsele și până la 5% metal (deșeuri din pupa) în timpul pirolizei anvelopelor auto.

Case, drumuri și combustibil

Metodele de reciclare descrise sunt procese industriale serioase. Nu sunt disponibile în orice situație. Studenta daneză de inginerie Lisa Fuglsang Vestergaard (9) a venit cu o idee neobișnuită în orașul indian Joygopalpur din Bengalul de Vest - de ce să nu faci cărămizi pe care oamenii le-ar putea folosi pentru a construi case din saci și pachete împrăștiate?

9. Lisa Fuglsang Westergaard

Nu a fost vorba doar de realizarea cărămizilor, ci de proiectarea întregului proces, astfel încât oamenii implicați în proiect să beneficieze cu adevărat. Conform planului ei, deșeurile sunt mai întâi colectate și, dacă este necesar, curățate. Materialul colectat este apoi pregătit prin tăierea lui în bucăți mai mici cu foarfece sau cuțite. Materia prima zdrobita este pusa intr-o matrita si asezata pe un gratar solar unde plasticul este incalzit. După aproximativ o oră, plasticul se va topi, iar după ce se răcește, puteți scoate cărămida finită din matriță.

cărămizi de plastic au două orificii prin care pot fi trecute bețe de bambus, creând pereți stabili fără a folosi ciment sau alți lianți. Apoi, astfel de pereți din plastic pot fi tencuiți în mod tradițional, de exemplu, cu un strat de lut care îi protejează de soare. Casele din cărămizi de plastic au și avantajul că, spre deosebire de cărămizile de lut, sunt rezistente, de exemplu, la ploile musonice, ceea ce înseamnă că devin mult mai durabile.

Merită să ne amintim că deșeurile de plastic sunt folosite și în India. construcții de drumuri. Toți dezvoltatorii de drumuri din țară sunt obligați să utilizeze deșeuri de plastic, precum și amestecuri bituminoase, în conformitate cu regulamentul guvernului indian din noiembrie 2015. Acest lucru ar trebui să ajute la rezolvarea problemei tot mai mari a reciclării plasticului. Această tehnologie a fost dezvoltată de Prof. Rajagopalana Vasudevan de la Școala de Inginerie Madurai.

Întregul proces este foarte simplu. Deșeurile sunt mai întâi zdrobite la o anumită dimensiune folosind o mașină specială. Acestea sunt apoi adăugate la un agregat pregătit corespunzător. Gunoiul umplut este amestecat cu asfalt fierbinte. Drumul este așezat la o temperatură de 110 până la 120°C.

Există multe beneficii în utilizarea deșeurilor de plastic pentru construcția drumurilor. Procesul este simplu și nu necesită echipamente noi. Pentru fiecare kilogram de piatră se folosesc 50 de grame de asfalt. O zecime din acestea ar putea fi deșeuri de plastic, ceea ce reduce cantitatea de asfalt folosită. Deșeurile de plastic îmbunătățesc, de asemenea, calitatea suprafeței.

Martin Olazar, inginer la Universitatea din Țara Bascilor, a construit o linie de proces interesantă și posibil promițătoare pentru procesarea deșeurilor în combustibili cu hidrocarburi. Planta, pe care inventatorul o descrie ca rafinărie de mine, se bazează pe piroliza materiilor prime de biocombustibil pentru utilizare în motoare.

Olazar a construit două tipuri de linii de producție. Primul procesează biomasa. Al doilea, mai interesant, este folosit pentru reciclarea deșeurilor de plastic în materiale care pot fi folosite, de exemplu, în producția de anvelope. Deșeurile sunt supuse unui proces rapid de piroliză în reactor la o temperatură relativ scăzută de 500°C, ceea ce contribuie la economisirea energiei.

În ciuda ideilor noi și a progreselor în tehnologia de reciclare, doar un mic procent din cele 300 de milioane de tone de deșeuri de plastic produse în întreaga lume în fiecare an este acoperit de acesta.

Potrivit unui studiu realizat de Fundația Ellen MacArthur, doar 15% din ambalaje sunt trimise în containere și doar 5% sunt reciclate. Aproape o treime din materiale plastice poluează mediul, unde vor rămâne timp de zeci de ani, uneori sute de ani.

Lasă gunoiul să se topească singur

Reciclarea deșeurilor de plastic este una dintre direcții. Este important, pentru că am produs deja o mulțime din acest gunoi, iar o parte considerabilă a industriei încă furnizează o mulțime de produse din materialele celor cinci mari tone de plastic. in orice caz de-a lungul timpului, importanța economică a materialelor plastice biodegradabile, a materialelor de nouă generație bazate, de exemplu, pe derivați ai amidonului, acidului polilactic sau... mătasea, este probabil să crească.

10. d2w saci de gunoi biodegradabil pentru câini.

Producția acestor materiale este încă relativ costisitoare, așa cum este de obicei cazul soluțiilor inovatoare. Cu toate acestea, întreaga factură nu poate fi ignorată, deoarece exclud costurile asociate cu reciclarea și eliminarea.

Una dintre cele mai interesante idei din domeniul materialelor plastice biodegradabile este realizata din polietilena, polipropilena si polistiren, se pare ca este o tehnologie bazata pe folosirea diferitelor tipuri de aditivi in ​​productia acestora, cunoscuti prin conventii. d2w (10) sau BRAD.

Mai cunoscut, inclusiv în Polonia, de câțiva ani este produsul d2w al companiei britanice Symphony Environmental. Este un aditiv pentru producerea de materiale plastice moi și semirigide, din care avem nevoie de o autodegradare rapidă, ecologică. Profesional, se numește operația d2w oxibiodegradarea materialelor plastice. Acest proces presupune descompunerea materialului în apă, dioxid de carbon, biomasă și oligoelemente fără alte reziduuri și fără emisie de metan.

Numele generic d2w se referă la o serie de substanțe chimice adăugate în timpul procesului de fabricație ca aditivi la polietilenă, polipropilenă și polistiren. Așa-numitul prodegradant d2w, care susține și accelerează procesul natural de descompunere ca urmare a influenței oricăror factori selectați care promovează descompunerea, cum ar fi temperatura, lumina soarelui, presiune, deteriorare mecanică sau simplă întindere.

Degradarea chimică a polietilenei, constând din atomi de carbon și hidrogen, are loc atunci când legătura carbon-carbon este ruptă, ceea ce, la rândul său, reduce greutatea moleculară și duce la o pierdere a rezistenței și durabilității lanțului. Datorită d2w, procesul de degradare a materialului a fost redus chiar și la șaizeci de zile. Pauză - ceea ce este important, de exemplu, în tehnologia de ambalare - poate fi planificat în timpul producției materialului prin controlul adecvat al conținutului și tipurilor de aditivi. Odată început, procesul de degradare va continua până la degradarea completă a produsului, fie că este subteran, sub apă sau în aer liber.

Au fost făcute studii pentru a confirma că auto-dezintegrarea de la d2w este sigură. Materialele plastice care conțin d2w au fost deja testate în laboratoare europene. Smithers/RAPRA a testat d2w pentru contactul cu alimentele și a fost folosit de marii comercianți cu amănuntul de produse alimentare din Anglia de câțiva ani. Aditivul nu are efect toxic și este sigur pentru sol.

Desigur, soluții precum d2w nu vor înlocui rapid reciclarea descrisă anterior, dar pot intra treptat în procesul de reciclare. În cele din urmă, la materiile prime rezultate în urma acestor procese se poate adăuga un prodegradant și obținem un material oxibiodegradabil.

Următorul pas este materialele plastice, care se descompun fără procese industriale. Cum ar fi, de exemplu, cele din care sunt realizate circuite electronice ultra-subțiri, care se dizolvă după ce își îndeplinesc funcția în corpul uman., prezentat pentru prima dată în octombrie anul trecut.

invenție topirea circuitelor electronice face parte dintr-un studiu mai amplu despre așa-numitele componente electronice – sau, dacă doriți, „temporare” () și materiale care vor dispărea după finalizarea sarcinii lor. Oamenii de știință au dezvoltat deja o metodă de construire a cipurilor din straturi extrem de subțiri, numită nanomembrană. Se dizolvă în câteva zile sau săptămâni. Durata acestui proces este determinată de proprietățile stratului de mătase care acoperă sistemele. Cercetătorii au capacitatea de a controla aceste proprietăți, adică, alegând parametrii stratului corespunzători, ei decid cât timp va rămâne o protecție permanentă pentru sistem.

După cum a explicat BBC Prof. Fiorenzo Omenetto de la Universitatea Tufts din SUA: „Electronica solubilă funcționează la fel de fiabil ca și circuitele tradiționale, topindu-se la destinație în mediul în care se află, la momentul specificat de proiectant. Ar putea fi zile sau ani.”

Potrivit prof. John Rogers de la Universitatea din Illinois, descoperirea posibilităților și aplicațiilor materialelor de dizolvare controlată este încă să vină. Poate cele mai interesante perspective pentru această invenție în domeniul eliminării deșeurilor din mediu.

Va ajuta bacteriile?

Materialele plastice solubile sunt una dintre tendințele viitorului, adică o trecere către materiale complet noi. În al doilea rând, căutați modalități de a descompune rapid substanțele dăunătoare pentru mediu care sunt deja în mediu și ar fi bine dacă ar dispărea de acolo.

Cel mai recent Institutul de Tehnologie din Kyoto a analizat degradarea a câteva sute de sticle de plastic. În timpul cercetărilor, s-a constatat că există o bacterie care poate descompune plasticul. Au sunat-o . Descoperirea a fost descrisă în prestigioasa jurnală Science.

Această creație folosește două enzime pentru a îndepărta polimerul PET. Unul declanșează reacții chimice pentru a descompune moleculele, celălalt ajută la eliberarea de energie. Bacteria a fost găsită într-una dintre cele 250 de probe prelevate în vecinătatea unei fabrici de reciclare a sticlelor PET. A fost inclus în grupul de microorganisme care au descompus suprafața membranei PET cu o rată de 130 mg/cm² pe zi la 30°C. Oamenii de știință au reușit, de asemenea, să obțină un set similar de microorganisme care nu posedă, dar nu sunt capabile să metabolizeze PET. Aceste studii au arătat că într-adevăr a biodegradat plasticul.

Pentru a obține energie din PET, bacteria hidrolizează mai întâi PET-ul cu o enzimă engleză (PET hidrolază) în acid mono(2-hidroxietil) tereftalic (MGET), care este apoi hidrolizat în etapa următoare folosind o enzimă engleză (MGET hidrolaza). . pe monomerii plastici originali: etilenglicol si acid tereftalic. Bacteriile pot folosi aceste substanțe chimice direct pentru a produce energie (11).

11. Degradarea PET de către bacterii 

Din păcate, este nevoie de șase săptămâni întregi și de condițiile potrivite (inclusiv o temperatură de 30°C) pentru ca o întreagă colonie să desfacă o bucată subțire de plastic. Nu schimbă faptul că o descoperire ar putea schimba fața reciclării.

Cu siguranță nu suntem sortiți să trăim cu gunoi de plastic împrăștiați peste tot (12). După cum arată descoperirile recente în domeniul științei materialelor, putem scăpa pentru totdeauna de plasticul voluminos și greu de îndepărtat. Cu toate acestea, chiar dacă în curând trecem la plastic complet biodegradabil, noi și copiii noștri vom avea de-a face cu resturile pentru o lungă perioadă de timp de acum încolo. era plasticului aruncat. Poate că aceasta va fi o lecție bună pentru umanitate, care nu va renunța niciodată la tehnologie fără să se gândească din nou doar pentru că este ieftină și convenabilă?