Koniec plastov sa blíži? Znie to nechutne, no práve toto by mohlo zachrániť planétu pred plastovým odpadom
Vedci vyvinuli nový typ ultrapevného, priehľadného a biologicky odbúrateľného materiálu z bakteriálnej celulózy. Môže nahradiť plasty v elektronike, medicíne či potravinárstve a zároveň znížiť ekologickú záťaž planéty.
Svet sa čoraz viac topí v odpade, pričom ani niekoľko desiatok rokov masívneho recyklovania nedokázalo úplne spomaliť narastajúci environmentálny problém. Vedci z americkej University of Houston teraz prichádzajú s riešením, ktoré by mohlo znamenať šancu v globálnom boji proti plastom. Skupina vedená docentom Maksudom Rahmanom totiž vyvinula nový typ biologicky odbúrateľného materiálu, ktorý by mohol v budúcnosti nahradiť ropné plasty v mnohých odvetviach. Teda od balenia potravín cez textílie až po spotrebnú elektroniku.
Na prvý pohľad môže „bakteriálna celulóza“ znieť ako niečo zvláštne, ale v skutočnosti ide o prírodný biopolymér, ktorý vyniká pevnosťou, pružnosťou, je priehľadný, netoxický a hlavne je 100 % biologicky odbúrateľný. Jeho využitie doposiaľ obmedzovala náročnosť výroby a nestabilita. Avšak tímu profesora Rahmana sa aj tieto prekážky podarilo prekonať.
Konečne sa rysuje šanca zbaviť sa závislosti na plastoch
V spolupráci s výskumníkmi z Rice University vyvinuli takzvaný „bottom-up“ biofabrikačný proces. V rámci výroby sú baktérie ako také neupravované, ale le riadené fyzikálnymi podmienkami. Pričom sú stimulované ku koordinovanej tvorbe ultrapevnej celulózy. „Zmenili sme spôsob, akým sa baktérie pohybujú pri produkcii celulózy. Namiesto chaotického pohybu ich usmerňujeme pomocou rotačného zariadenia, ktoré vytvára prúdenie tekutiny. Výsledkom je materiál s mimoriadne pravidelnou štruktúrou a dokonalým usporiadaním nanofibríl,“ vysvetľuje vedúci autor štúdie M.A.S.R. Saadi.
Výsledné vrstvy bakteriálnej celulózy nie sú len pevné, ale majú aj výnimočné fyzikálne charakteristiky: sú tenké, priehľadné a veľmi dobre vedú teplo. Vďaka pridaniu nanovrstiev nitridu bóru do kultivačného roztoku sa vedcom podarilo zvýšiť tepelnú vodivosť a pevnosť fólií v ťahu až na 553 MPa. Čo je hodnota porovnateľná s niektorými kovovými zliatinami. A to všetko z obnoviteľných a netoxických surovín. To z nej robí perfektného kandidáta pre využitie v medicíne (napr. sterilné obväzy), balení potravín, nositeľnej elektronike, bioelektronike či dokonca pri preprave tepelne citlivých súčiastok.
Otázkou je, kedy sa bakteriálny celulóza dostane do bežného života
Okrem toho je samotný výrobný proces jednoduchý a škálovateľný, čo znamená, že sa dá prispôsobiť masovej výrobe. Rahmanov tím použil špeciálne vyvinutý valcový kultivátor s priepustnosťou pre kyslík, ktorý automaticky rotuje a zabezpečuje konzistentné, smerovo organizované prúdenie baktérií. Takýto „dizajn“ zásadne zlepšuje rovnomernosť materiálu bez zložitej chemickej úpravy.
Neprehliadni
„Naším cieľom je vytvoriť multifunkčný materiál, ktorý bude nielen ekologický, ale aj konkurencieschopný svojimi vlastnosťami. Veríme, že v blízkej budúcnosti tieto vrstvy nahradia plasty vo veľkom spektre bežných produktov,“ uvádza Rahman. V čase, keď celý svet hľadá alternatívy k plastom, by práve táto technológia mohla znamenať veľkú nádej.
Ako podotýkajú autori štúdie, ide o číru ukážku toho, ako môže interdisciplinárna veda – spájajúca biológiu, nanotechnológiu a strojné inžinierstvo, vytvárať hmatateľné riešenia klimatickej a odpadovej krízy. Ak sa im podarí technológiu komerčne uviesť do praxe, možno sa už onedlho stretneme s napríklad s obalmi vyrobenými pomocou baktérií
