A sociedade há muito lutou com a poluição plástica do petróleo e aumentou ainda mais a conscientização sobre os efeitos nocivos dos microplásticos no suprimento de alimentos e água.
Como resposta, os pesquisadores estão desenvolvendo a versão biodegradável tradicional plástica ou “bioplásticos”. No entanto, os bioplásticos atuais também enfrentam desafios: as versões atuais não são tão fortes quanto o plástico baseado petroquímico e são simplesmente reduzidas por meio de um sistema de compostagem de alto nível.
Entre em pesquisadores da Universidade de Washington, St. Louis, que resolveram os dois problemas inspirando folhas humildes. Muito antes de plástico, as pessoas colocam seus alimentos nas folhas, o que biodá -lo facilmente a estrutura subjacente das paredes celulares de celulose. Os engenheiros químicos da Washu decidiram introduzir nanofibras de celulose no projeto de bioplásticos.
“Construímos essa estrutura multiley, onde a celulose está no meio e os bioplásticos estão nos dois lados”, diz Joshua Yuan, Professor de Lucy e Stanley Lopata e o presidente do meio ambiente, Engenharia Ambiental e Química da Escola de Engenharia. A utilização de carbono da National Science Foundation foi re-designada para o Centro de Pesquisa de Engenharia de Biomanufatura de Yuan (CRB). “Dessa forma, criamos um elemento que é muito forte e o fornece múltiplo”, acrescenta.
A tecnologia hoje criou dois dos mais altos bioplásicos de produção. Publicado em um estudo Química verde No início deste ano, os Yuan e os colegas usaram uma variação de sua estrutura de nanofibra de celulose motivada por folhas para melhorar a força e a biodegradabilidade do poli-hidroxibutrato (PHB), plástico obtido de um amido; Eles refinaram ainda mais sua estratégia para o ácido polilático (PLA) como um novo artigo exposto a um novo artigo Contatos da natureza.
Os mercados de embalagens plásticas são as indústrias de US $ 23,5 bilhões afetadas pela polipopyllina, polímeros feitos de petróleo, que é dividido em microplásticos prejudiciais. Os pesquisadores otimizaram o filme bioplástico, chamado em camadas, ambientais, desenvolvidos e multifuncionais (Leff), transformou o PLA em um material de embalagem, que é o biodgrado à temperatura doméstica. Além disso, a estrutura é outros recursos críticos, como baixa permeabilidade ao ar ou da água, ajuda a manter os alimentos estáveis e a permitir uma superfície de impressão. Melhora a melhoria acessível dos bioplásticos, pois protege da impressão de rótulos individuais para a embalagem dos fabricantes.
“Afinal, a estrutura de celulose subjacente da folha oferece -lhe maior que o plástico petroquímico, como o polipropileno”, o aluno de doutorado do laboratório de Yuan e o primeiro autor no artigo explicou o metal Poonit.
A inovação foi a adição de uma estrutura de celulosas na qual os engenheiros replicaram os engenheiros, os fibrilos de celulose foram incorporados em bioplásticos.
“Esse design exclusivo de biomeização nos permite resolver as limitações de nosso uso bioplásico e superar essas barreiras técnicas e para uso bioplástico amplo”, disse Yuan.
As notificações estão prontas para a economia
Os Estados Unidos são exclusivos para dominar o mercado de bioplásticos dos EUA e estabelecer uma “economia redonda” onde os resíduos são usados, retornando ao sistema em vez de poluir ar e água ou sentar -se no chão.
Yuan espera que essa tecnologia possa aumentar em breve a escala e encontrar parceiros comerciais e filantrópicos para ajudar a trazer esses processos avançados para a indústria. Os concorrentes dos institutos de pesquisa asiáticos e europeus também estão trabalhando para desenvolver tecnologia semelhante. No entanto, devido ao enorme sistema agrícola do país, as indústrias dos EUA têm uma vantagem – e Washu está perto do centro da indústria agrícola do país.
Yuan disse que “é especialmente poderoso na agricultura nos Estados Unidos”. “Podemos fornecer matéria -prima para a produção bioplástica de preço mais baixo do que outras partes do mundo”.
O yuan “matéria -prima” é produtos químicos como ácido lático, acetato ou ácidos graxos, como produtos de milho ou fermentação de amido por germes que servem como fábrica bioplásica.
PilhaPor exemplo, uma tensão microbiana é amplamente utilizada na indústria de carbono, incluindo a produção de vários poli -hidroxialcanicens (PHA), incluindo PHB.
Os pesquisadores de engenharia da McCkel projetaram maneiras de converter vários resíduos, incluindo dióxido de carbono, liginina e desperdício de alimentos transformados em bioplásticos usando tensão P. PUTIDACom o design bioplástico avançado, a pesquisa de Yuan preenche esse loop, incluindo uma versão do PHB e PLA que pode ser produzida com mais eficiência e pode ser protegida com segurança no ambiente.
Yuan disse: “Os Estados Unidos têm um problema de desperdício nos Estados Unidos e as notificações de re -uso podem demorar muito para transformar esse desperdício em materiais úteis”, disse Yuan. “Se pudermos aumentar em nossa cadeia de suprimentos bioplásicos, ela criará empregos e novos mercados”, disse ele.
O estudo “Biométrico em camadas, ambientais, desenvolvido, para embalagens sustentáveis para filme multifuncional” foi apoiado pelo NSF EEC 2330245, NSF MCB 2229160 e projetos de projetos de BETO (Bionerji Technologies Office) do Departamento de Bionerji).
NSF MCB 2229160, e o poder do Departamento dos EUA (Escritório de Tecnologias de Bonerji) e outros apoiados pela EE 0007104, de EE 0008250 “Estudos de bioplásticos multifalizados (MREB)” Estudo “para aumentar a força, degradação e eficácia
