In de VS is een nieuw, volledig afbreekbaar polymeer ontwikkeld

Een groep chemici uit de VS heeft een nieuw polymeermateriaal ontdekt dat niet alleen gebruikt kan worden om diverse materialen te produceren, maar ook gerecycled kan worden zonder het milieu te schaden. De onderzoekers stellen voor om plastic te recyclen tot moleculaire bouwstenen, waardoor plastic producten een tweede leven krijgen. Tegenwoordig worden plastic producten die hun nut hebben verloren in een aantal landen gerecycled om er nuttige producten van te maken, maar de meeste belanden op stortplaatsen of in de oceaan.

Er bestaat ook afbreekbaar plastic, dat onder bepaalde omstandigheden afbreekt (bijvoorbeeld polymelkzuur). Maar ook dit alternatief heeft enkele nadelen: de huidige recyclingmethoden laten niet toe dat het afbraakproces plaatsvindt zonder dat er schadelijke producten ontstaan.

Het doel van Amerikaanse chemici was een plastic te vinden dat geschikt zou zijn voor recycling en biologisch afbreekbaar zou zijn. Tijdens hun onderzoek bestudeerden experts de moleculen van een van de vervangers voor aardolieproducten (het Amerikaanse ministerie van Energie nam deze vervanger op in de lijst met de vervanger die het beste aan alle parameters voldeed).

Wetenschappers beschouwen γ-hydroxyboterzuurlacton als een materiaal voor de productie van bouwstenen voor moderne kunststoffen. De stof is echter thermisch stabiel. Door deze eigenschap konden wetenschappers de stof niet combineren tot een keten van repeterende monomeren om plastic te vormen.

Volgens hoogleraar scheikunde Evgen Chen kwamen alle conclusies van de onderzoekers in eerdere rapporten erop neer dat dit monomeer de aandacht van wetenschappers niet verdient. Alle chemici die met lacton van β-hydroxyboterzuur werkten, verzekerden dat het niet mogelijk zou zijn om er een polymeer van te produceren, maar professor Chen en zijn collega's vermoedden dat er enkele onjuistheden in de rapporten stonden.

De onderzoekers gingen aan de slag met β-hydroxyboterzuurlacton en verkregen zo niet alleen een polymeer, maar slaagden er ook in om het verschillende vormen te laten aannemen (cyclisch, lineair). Voor hun werk hadden de wetenschappers katalysatoren nodig, zowel metaalhoudend als metaalvrij, waarmee ze een polyester met dubbel polygamma-butyrolacton konden verkrijgen. Tijdens verder onderzoek ontdekten de onderzoekers dat het materiaal, wanneer het wordt verhit, in ongeveer een uur in zijn oorspronkelijke toestand terugkeert (een cyclisch polymeer vereist verhitting tot een temperatuur van 300 °C, een lineair polymeer tot 220 °C). Met andere woorden, het nieuwe materiaal is biologisch afbreekbaar en niet schadelijk voor het milieu, in tegenstelling tot de plastic producten die tegenwoordig worden gebruikt.

Volgens het onderzoeksteam is het monomeer dat ze in hun werk gebruiken een volwaardige vervanger voor het bioplastic P4HB, dat op grote schaal commercieel wordt gebruikt. P4HB is duurder en complexer om te produceren dan de meeste andere plasticsoorten. Het team van professor Chen verwacht dat hun goedkopere en praktischere optie voor plasticproductie wijdverspreid zal worden.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]