Istraživanje objavljeno 13. oktobra u časopisu Science pokazalo je kako se u procesu od dva koraka miješana plastika, koju je najčešće teško reciklirati, razgrađuje na korisne, manje hemijske sastojke.
Problem plastike s kojim se suočava planet biva veći jer se takvi robusni materijali teško recikliraju. Iako postoje hemijske metode za usitnjavanje njihovih dugih polimernih lanaca, takve tehnike je do sada bilo teško primijeniti u velikom obimu, djelimično zato što se moraju reciklirati materijali od miješane plastike.
Tim predvođen Greggom Beckhamom, hemijskim inženjerom pri američkom Nacionalnom laboratoriju za obnovljivu energiju (NREL) u Goldenu, Colorado, razvio je proces od dva koraka koji koristi hemiju, a zatim biologiju za razgradnju materijala od miješane plastike, tj. one plastike koja najčešće dospijeva u pogone za recikliranje: polietilen visoke gustoće (HDPE), mekana plastika koja se često nalazi u ambalaži za hranu; polistiren, koji uključuje stiropor; i polietilen tereftalat (PET), čvrsta, lagana plastika koja se koristi za izradu boca za piće.
Tim je prvo upotrijebio reakciju katalizirane oksigenacije, s katalizatorom na bazi kobalta ili mangana, kako bi razbili čvrste polimerne lance u molekule organske kiseline koje sadrže kisik. Kao inspiracija za takav proces poslužila je studija iz 2003. koju je vodio Walter Partenheimer, hemičar iz hemijske firme DuPont u Wilmingtonu, Delaware, koji je upotrijebio taj proces za razgradnju plastike za jednokratnu upotrebu na molekule kao što su benzojeva kiselina i aceton.
Ali Beckham je želio pretvoriti molekule organske kiseline u nešto što bi se dalje lakše moglo koristiti kao roba. Kako bi to postigli, tim je koristio bakteriju Pseudomonas putida, koja se može konstruirati da koristi različite male organske molekule kao izvor ugljika. Tim je konstruirao mikroorganizme da konzumiraju organske molekule obogaćene kisikom, koje su istraživači napravili od različite plastike pomoću njihove reakcije ‘autooksidacije’: dikarboksilne kiseline iz polietilena, teraftalne kiseline iz PET-a i benzojeve kiseline iz polistirena.
Bakterije su proizvele dva hemijska sastojka od kojih se svaki koristi za izradu visokokvalitetnih polimera ili biopolimera s poboljšanim učinkom.
Istraživači su razvili ovaj proces koristeći mješavinu čistih polimernih peleta, ali su ga također testirali na miješanoj plastici koja se nalazi u svakodnevnim proizvodima.
Ipak povećanje obima tog procesa bit će izazov, kaže koautor Shannon Stahl, hemičar pri Univerzitetu Wisconsin-Madison. Jedan problem je temperatura na kojoj se odvija reakcija autooksidacije. Trenutno, različite vrste plastike trebaju različite temperature na kojima najbolje reaguju, a temperatura koju tim trenutno koristi za mješavinu plastičnih materijala odgovara najnepokornijoj reakciji. Potrebno je bolje razumijevanje temeljnih hemijskih procesa kako bi se tačno utvrdilo kako ova reakcija funkcioniše i kako bi se poboljšali njeni prinosi, kaže Stahl. On dodaje da mnoge firme već koriste proces autooksidacije, kako bi pretvorile ksilen u tereftalnu kiselinu, molekulu prekursora PET-a.
Drugi problem jeste prodaja tih manjih molekula koje bakterije proizvode, jer je potražnja za tim produktima puno manja od količine otpadne plastike.
Izvor: Nature
Prevod i adaptacija: AbrašMEDIA