בהשראת עלה הלוטוס הנקי תמידית, חוקרים פיתחו ביו-פלסטיק לניקוי עצמי שהוא יציב, בר-קיימא וניתן לפרוק בתור קומפוסט * לא כל הביופלסטיקים או הפלסטיקים שמקורם ביולוגי אכן ניתנים לפירוק בקלות
[תרגום מאת ד”ר משה נחמני]
חוקרים מאוניברסיטת מלבורן באוסטרליה הצליחו לפתח פלסטיק הדוחה מעליו נוזלים ולכלכוך – בדיוק כמו עלי צמח הלוטוס, ובנוסף, הוא מתפרק במהירות ברגע הטמנתו בקרקע. החוקרים, שפרסמו את ממצאי המחקר שלהם בכתב העת המדעיScience of the Total Environment, אומרים כי ביו-הפלסטיק החדשני אידיאלי עבור אריזה של מזון טרי ומשלוחי מזון.
“פסולת פלסטיק מהווה את אחד מאתגרי הסביבה הגדולים ביותר, אולם החלופות אליו שמפתחים כיום צריכים להיות הן ידידותיות לסביבה והן זולות, זאת במטרה להפוך את החלופות הללו לנפוצות,” אמר החוקר הראשי. “פיתחנו את ביו-הפלסטיק החדשני שלנו במטרה גם לייצר אותו בקנה גדול, מסחרי, תוך שאנו מבטיחים שהייצור שלו יהיה פשוט תוך קבלת מוצר שיהיה קל לשלב אותו במסגרת תהליכי ייצור תעשייתיים קיימים”.
החוקרים מסבירים כי הטבע גדוש במבנים רבים בעלי עיצוב גאוני שיוכלו לתת השראה לחוקרים המעוניינים לפתח חומרים רב-תפקודיים ובעלי ביצועים גבוהים. “הצלחנו לשכפל את המבנה דוחה המים המדהים של עלי לוטוס על מנת לפתח סוג ייחודי של ביו-פלסטיק המשלב בתוכו באופן מדויק הן את החוזק והן את יכולת הפרוק הביולוגי של עלי הלוטוס”. ביו-הפלסטיק החדשני עשוי מחומרי גלם זולים ונפוצים – עמילן ותאית – על מנת להוזיל את עלויות הייצור ועל מנת לעודד פרוק ביולוגי מהיר. תהליך הייצור לא נדרש לחימום או לציוד מתקדם, ובעתיד יהיה ניתן להגדיל את קנה המידה של הייצור לרמה מסחרית, אומר החוקר הראשי.
בעוד שפלסטיק פריק ביולוגית מהווה שוק מסחרי הולך וגדל, לא כל המוצרים בתחום זה זהים. רוב מוצרי הפלסטיק הפריקים ביולוגית מחייבים תהליכי ייצור תעשייתיים וכן טמפרטורות גבוהות על מנת לפרק אותם. ביו-הפלסטיק החדשני אינו נדרש לכך, זאת לאור הניסויים שהראו כי הוא מתפרק באופן טבעי ומהיר בקרקע. “צריך להבין כי קיימים הבדלים גדולים בין חומרים מבוססי צמחים – רק בגלל שמוצר כלשהו עשוי מרכיבים צמחיים, אין משמעותו כי המוצר אכן יתפרק בקלות,” מסביר החוקר הראשי. “בחרנו בקפידה את חומרי הגלם שלנו כך שיוכלו להתפרק בקלות מבחינה ביולוגית מרגע שם נכנסים לקרקע על ידי החיידקים הנמצאים שם. “המטרה הסופית שלנו היא לספק חומרי אריזה שיוכלו בסיום דרכם להגיע למתקן הקומפוסט שבגינה או להיות מושלכים למיכל הפסולת הביולוגית במקביל לפסולת אורגנית אחרת, כך שפסולת המזון תוכל להיות מועברת לקומפוסט ביחד עם המיכל או האריזה שבתוכם הגיע המזון, זאת על מנת לסייע במניעת זיהומי מזון בתהליך המיחזור”.
עלי לוטוס ידועים בכך שהם בעלי שטח הפנים דוחה המים המשמעותי ביותר בטבע, וכמעט שלא ניתן ללכלך אותם. הסוד לכך מצוי במבנה של שטח הפנים של העלה, המורכב מעמודות דקיקות המצופות בשכבת ווקס. כל כמות מים הנוחתת על העלה נותרת בתור טיפה שפשוט מתגלגלת הרחק מהעלה בעזרת כוח הכבידה או משבי הרוח. במהלך התהליך הזה, הטיפות סופגות את הלכלוך הנמצא על גבי העלה בעודן נופלות מהעלה, וכך משאירות אותו נקי.
על מנת לפתח את ביו-הפלסטיק החדשני שלהם, החוקרים יצרו תחילה פלסטיק סינתטי העשוי מננו-חלקיקים של עמילן ותאית. פני השטח של הפלסטיק הסינתטי הוטבעו על ידי תבנית המחקה את המבנה של עלי הלוטוס, ואז הוא עובר ציפוי על ידי שכבת הגנה של פולימר אורגני מבוסס צורן (סיליקון). ניסויים הראו כי לא רק שביו-הפלסטיק דוחה נוזלים ולכלוך באופן יעיל, אלא שהוא משמר את תכונות הניקוי העצמי שלו גם לאחר שריטות וחשיפה לחום, חומצות ואלכוהול. החוקר הראשי אומר כי העיצוב מתגבר על אתגרים עיקריים בתחום של חומרים מבוססי עמילן. “עמילן הוא אחד מהפולימרים הטבעיים המבטיחים ורב-התכליתיים ביותר, אולם הוא די שברירי ורגיש ללחות”, אמר החוקר. “בעזרת ההנדסה שלנו שקיבלה השראה מהטבע, המחקה את ‘תוצא הלוטוס’, הצלחנו לפתח פלסטיק ביו-פריק המבוסס על עמילן”. החוקרים עובדים כרגע בשיתוף עם חברה לייצור ביו-פלסטיק ומנסים לפתח עוד חומרים חדשניים דוחי מים.
עוד בנושא באתר הידען:
