Пластиковая проблема: поиск решений
Каждый год миллионы тонн пластика попадают в наши океаны, создавая глобальную экологическую проблему. Ученые всего мира работают над поиском решений, которые позволят уменьшить этот ущерб. Исследователи из Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) сделали значительный шаг вперед, обнаружив, что распространенный биопластик, который мы используем уже более ста лет, может разлагаться в морской воде быстрее, чем бумага.
Целлюлозный диацетат: знакомый незнакомец
Целлюлозный диацетат (CDA) – это биопластик, который производится из целлюлозы, естественного полимера, содержащегося в растительных клеточных стенках, особенно в хлопке и древесной массе. Этот материал используется в самых различных продуктах, таких как оправы для очков, фильтры для сигарет (его наиболее распространенное применение), фотографическая пленка и множество других вещей в нашей повседневной жизни. Ученые из WHOI обнаружили, что CDA является самым быстро разлагающимся видом пластика в морской воде.
Ускорение разложения: технология вспенивания
Исследователи WHOI разработали метод, который значительно ускоряет разложение CDA в морской воде. Используя простую модификацию, называемую "вспениванием", они сделали биопластик пористым, что позволило ему разлагаться в 15 раз быстрее, чем сплошной CDA. Этот процесс делает CDA даже более быстро разлагаемым, чем бумага. Коллин Уорд, старший автор исследования, отметил: "Мы перевели фундаментальные знания в создание нового материала, который одновременно удовлетворяет потребности потребителей и разлагается в океане быстрее любого другого известного нам пластикового материала, даже быстрее бумаги."
Экспериментальное подтверждение: результаты исследований
В ходе эксперимента, длившегося 36 недель, образцы вспененного CDA, помещенные в резервуары с постоянно текущей морской водой, потеряли 65-70% своей первоначальной массы. Для сравнения, другой распространенный пластик, встречающийся в океанах по всему миру, пенополистирол, не показал никакого разложения за тот же период. Уорд и другие ученые WHOI работали в сотрудничестве с компанией Eastman, занимающейся производством биопластиков, которая предоставила материалы и финансирование для этого и предыдущих исследований.
Условия эксперимента: контроль и управление
Исследование проводилось в лабораторных условиях, используя постоянно текущую морскую воду из залива Мартас-Виньярд, расположенного недалеко от Кейп-Кода, Массачусетс. Исследователи могли контролировать свет, температуру и другие переменные, чтобы имитировать динамичные условия океана.
Предыдущие исследования: сравнение различных материалов
В январе этого года были опубликованы результаты предыдущего 16-недельного исследования WHOI. В этом исследовании использовались те же резервуары с морской водой для сравнения восьми различных соломинок, сделанных из CDA, полигидроксиалканоатов (PHA), полимолочной кислоты (PLA), полипропилена (PP) и бумаги. Соломинки из PLA и PP не показали никаких признаков разложения, в то время как остальные разложились до 50%.
Будущее использования вспененного CDA: замена пенополистирола
С успехом вспененного CDA компания Eastman уже запустила в производство биоразлагаемые и компостируемые лотки, призванные заменить обычные пенополистирольные лотки, используемые для упаковки мяса, которые не разлагаются в естественных условиях, ни на суше, ни в море. Работа команды была опубликована в журнале ACS Publications.
Эта инновация представляет собой важный шаг на пути к решению проблемы пластикового загрязнения океанов и демонстрирует, что технологии могут содействовать устойчивому будущему, обеспечивая потребности общества и защищая окружающую среду.
Источник информации: Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI)