Lignocelulózové bioplasty – nadějná alternativa k běžným plastům?

Běžné plasty představují stále větší hrozbu pro životní prostředí. Jejich rozklad v přírodě trvá stovky let. Přestože jsou vyvíjeny snahy o snížení spotřeby plastů a jejich recyklaci, na planetě se hromadí stále více plastového odpadu a spolu s tím se zhoršuje také znečištění způsobené mikroplasty, což jsou malé plastové částečky o velikosti od 100 nanometrů do 5 milimetrů. Ještě menší a potenciálně nebezpečnější jsou nanoplasty, jejichž rozměry se pohybují od 1 do 100 nanometrů. Jsou natolik malé, že mohou pronikat do krve, prostupovat buněčnými mebránami a stávat se součástí buněk.

Mikro a nanoplastové částice se zcela běžně vyskytují ve vodě, v půdě i ve vzduchu. Rozšířeny jsou po celé planetě včetně lidmi nejméně dotčených míst, jako jsou hlubokomořské příkopy, Arktida či Antarktida. Rozbory sedimentů ze dna oceánů ukázaly, že míra usazování mikroplastů se zdvojnásobuje od poloviny 20. století v návaznosti na zvyšující se produkci plastů cca každých 15 let. Podle vědeckých studií se do každého člověka žijícího v současné době dostane s vodou, potravou či vzduchem v průměru přibližně 5 gramů plastů za rok, což je hmotnost odpovídající platební kartě. Jaké dopady může mít všeobecné zamoření životního prostředí mikro a nanoplasty a jak významně je tím ohroženo zdraví lidí a dalších živých organismů na Zemi, to není zřejmé, protože tomuto problému nebyla dosud věnována dostatečná pozornost. Dosavadní poznatky ukazují, že drobné plastové částice na sebe mohou vázat patogeny, chemikálie či těžké kovy a u živočichů mohou být spojovány s vrozenými vadami, neplodností nebo poškozováním iminutního a nervového systému.

Naději ve vyhlídkách do budoucna vzbuzuje úsilí vyvíjet méně škodlivé alternativy k plastům. Bioplasty se ovšem dosud často ukazovaly jako v praxi nevyhovující. Některé druhy biplastů se totiž samovolně nerozloží, jiné se sice rozloží, ale jen za určitých specifických podmínek nebo jsou vyráběné z fosilních paliv. Výrobní náklady jsou u bioplastů často vyšší než u běžných plastů, v některých případech se dokonce vyžaduje použití toxických chemikálií. Problematická může být i produkce biomasy. Výsledné produkty pak nezřídka nemají dostatečné mechanické vlastnosti, zejména pevnost a odolnost vůči vodě.

Možným průlomem by mohl být nyní prezentovaný výzkum amerických vědců. Podle studie, zveřejněné 25. března 2021 v časopise Nature Sustainability, se podařilo vytvořit vysoce kvalitní bioplast vyrobený za pomoci biologicky odbouratelného a recyklovatelného hluboce eutektického rozpouštědla (DES) z dřevního prachu, který se obvykle likviduje jako odpad v závodech na zpracování dřeva. Výsledný lignocelulózový bioplastový materiál má mít velmi dobrou pevnost, vynikající odolnost vůči vodě i ultrafialovému záření, a také lepší odolnost vůči vyšším teplotám, než mají dosud známé bioplasty.

„Existuje mnoho lidí, kteří se pokusili vyvinout bioplasty z přírodních polymerů, ale jejich mechanické vlastnosti nejsou dost dobré na to, aby mohly nahradit plasty, které v současné době používáme a které jsou vyráběny převážně z fosilních paliv,“ vysvětlil spoluautor studie Yonggang Yao z univerzity v Marylandu. „Vyvinuli jsme přímý a jednoduchý výrobní proces, který generuje plasty na bázi biomasy ze dřeva a současně plast, který poskytuje dobré mechanické vlastnosti.“

Z lignocelulózového bioplastu lze vytvářet fólie použitelné pro plastové sáčky a obaly. Lze jej různě tvarovat, potenciál vidí autoři například ve využití pro automobilový průmysl. Velkou výhodou tohoto materiálu je snadná recyklace i bezpečné rozložení v přírodě. Kusy bioplastu zahrabané do půdy se po dvou týdnech začaly rozpadat a do tří měsíců došlo k jejich biodegradaci.

Autoři studie si však všímají i stinných stránek případného rozšíření lignocelulózového bioplastu. Uvědomují si, že rozjetí výroby ve velkém by si vyžádalo přísun ohromného množství dřeva, což by samozřejmě mohlo mít dalekosáhlé negativní důsledky pro lesy. Navázali proto spolupráci s lesnickým ekologem, aby jim pomohl vytvořit udržitelný model, který by zohlednil všechna rizika a sladil růstový cyklus stromů s výrobním procesem.

Zdroje:
– Nature Sustainability (25.03.2021, A strong, biodegradable and recyclable lignocellulosic bioplastic)
– Yale School of the Environment (25.03.2021, Turning Wood Into Plastic)
– Wikipedia (Microplastics)

Další články v rubrice:

Magazín Gnosis

Lignocelulózové bioplasty – nadějná alternativa k běžným plastům?

Galerie

Rozcestník

Slunce aktuálně

Země aktuálně

Informace