Z problemem plastiku mierzymy się na szereg sposobów. Jednym z nich są ograniczenia w jego zastosowaniu, innym ekologiczne zamienniki, które ulegają szybkiej biodegradacji. Zamiennik plastiku, który połączy użyteczność z troską o środowisko, jest nam coraz bardziej potrzebny.
Każdego roku do oceanów trafia ok. 13 milionów ton plastiku. W latach 2019–2021 produkcja tworzyw sztucznych przeznaczonych do jednorazowego użytku wzrosła o 12 milionów ton. Mimo coraz ostrzejszych regulacji wdrażanych przez różne kraje świata nie zanosi się na szybkie rozwiązanie problemu. Dla bardziej efektywnej walki z plastikiem niezbędne jest upowszechnianie ich zamienników, wytwarzanych z surowców odnawialnych i nieszkodliwych (lub mniej szkodliwych) dla środowiska.
Szereg materiałów pozwalających na ograniczenie wykorzystania tworzyw sztucznych znanych jest od dawna. Należą do nich szkło, papier, tkaniny naturalne, w niektórych przypadkach również drewno i metal. Jednak naukowcy i pomysłowe startupy tworzą nowe rozwiązania umożliwiające zachowanie wygody, którą zapewnia nam plastik, przy jednoczesnym zabezpieczeniu interesów środowiska naturalnego – a więc i naszych własnych.
Oto sześć wynalazków, które mogą nam pomóc wyeliminować ropopochodny plastik z naszego otoczenia.
Biodegradowalna folia celulozowa
To rozwiązanie powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym, m.in. do produkcji opakowań jednorazowych czy osłonek do wędlin. Folia celulozowa, wytwarzana w procesie regeneracji celulozy, ulega szybkiej biodegradacji i nie zanieczyszcza środowiska. Wiele zależy jednak od sposobu produkcji. Przykładowo celofan, będący odmianą folii celulozowej, sam w sobie jest podatny na degradację, ale do jego produkcji używa się szkodliwego disiarczku węgla – dlatego obecnie produkt jest wycofywany z użytku. Wciąż jednak pojawiają się nowe rozwiązania. W 2022 r. dr Feng Jiang z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej stworzył biodegradowalną folię celulozową na bazie odpadów leśnych z wykorzystaniem wodorotlenku sodu. Na tle podobnych rozwiązań jego wynalazek wyróżnia się znikomym wykorzystaniem energii i środków chemicznych w procesie produkcji.
Wytłoczyny zamiast PVC
Ekologicznej alternatywy dla plastiku dostarcza też branża winiarska. Okazuje się, że wytłoczyny z winogron, stanowiące ok. 25 proc. masy owocu, mogą stanowić surowiec do produkcji materiału, który może zastąpić winyl. Na taki pomysł wpadła włoska firma Vegea, promująca wykorzystanie biomateriałów w szeregu branż, m.in. odzieżowej, meblarskiej, transportowej, automotive i produkcji opakowań. Vegea opracowała m.in. sposób na zastąpienie skóropodobnych materiałów z PVC imitacjami wytwarzanymi z odpadków powstających przy produkcji wina. Na razie nie wiadomo, czy rozwiązanie przyjmie się na szerszą skalę. Firma wyprodukowała jednak linię „winogronowych” produktów (m.in. sukienek, butów i torebek) dla marki H&M.
PLA – biodegradowalny polimer
Polilaktyd (PLA), czyli polikwas mlekowy, to coraz powszechniej stosowany zamiennik plastiku. Jest w pełni biodegradowalnym polimerem pochodzenia naturalnego, wytwarzanym m.in. z mączki kukurydzianej i trzciny cukrowej. Po raz pierwszy został wytworzony już w 1932 r. przez chemików koncernu DuPont. W 1954 r. opatentowano metodę jego oczyszczania. PLA od wielu lat stosowany jest w medycynie, m.in. do produkcji nici chirurgicznych i implantów zębowych. Z polilaktydu wytwarza się też butelki i jednorazowe naczynia, które – w odróżnieniu od swoich plastikowych odpowiedników – rozkładają się w ciągu trzech miesięcy. Obecnie przeszkodą w popularyzacji PLA jest stosunkowo wysoki koszt produkcji i przetwarzania tego materiału. Choć PLA klasyfikowany jest jako bioodpad, to jednak rozkłada się dłużej niż np. resztki żywności i najczęściej nigdy nie dociera do kompostowni.
Skrobia termoplastyczna rodem z Gdańska
W kontekście PLA warto wspomnieć o rozwiązaniu opracowanym przez polskich naukowców. W 2019 r. specjaliści z Katedry Technologii Polimerów Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej stworzyli skrobię termoplastyczną ziemniaczaną przetwarzaną fizycznie. To zamiennik plastiku o potencjalnie szerokim zastosowaniu zarówno w medycynie, jak i przemyśle. W postaci „czystej” można go wykorzystać np. do produkcji kapsułek z kontrolowanym uwalnianiem leków. Jednak skrobię można łatwo połączyć z opisanym wyżej PLA lub innymi biodegradowalnymi materiałami. Eksperci opatentowali już kilka tego typu kompozycji i przetestowali je m.in. w produkcji sztućców. Główną zaletą takiego podejścia jest obniżenie kosztu produkcji bioplastików, co może zmniejszyć bariery na drodze do ich upowszechnienia.
Odpady organiczne „związane” grzybnią
Zamiennikiem plastiku mogą być również… grzyby. Dowiódł tego australijski startup o nazwie Fungi Solutions, założony w 2020 r. Firma stworzyła materiał kompozytowy złożony z przetworzonych odpadków organicznych, takich jak gałęzie, nasiona, kawałki kartonu czy trociny, połączonych grzybnią, czyli – w dużym uproszczeniu – „systemem korzennym” grzyba. Składniki są rozdrabniane i mieszane, a następnie umieszczane w formie, w której „dojrzewają” przez siedem dni. Na kolejnym etapie mikstura jest suszona i przetwarzana na opakowanie. W ten sposób może zastąpić takie nieprzyjazne dla środowiska materiały, jak np. polistyren. Dzięki swojemu wynalazkowi Australijczycy w ciągu trzech lat działalności pomogli zredukować ilość plastikowych odpadów o 900 kilogramów i zapobiegli emisji tysięcy ton dwutlenku węgla. Firma nawiązała też współpracę z lokalnym producentem win, od którego odbiera wytłoczyny, wykorzystywane jako jeden z wypełniaczy grzybowego plastiku.
Plastik z konopi
Konopia to surowiec znany od stuleci, który powraca do łask po dekadach „prześladowań”. Obecnie produkty konopne stosowane są w medycynie, kosmetyce, branży tekstylnej, a nawet budownictwie. Okazuje się, że roślina ta sprawdza się również jako zamiennik ropopochodnych polimerów. Celulozę zawartą we włóknach konopi można stosunkowo łatwo przetworzyć do postaci biodegradowalnego bioplastiku. Taką próbę – z sukcesem – podjęła firma The Hemp Plastic Company, która wytwarza opakowania, naczynia, produkty AGD i inne przedmioty codziennego użytku właśnie z konopnego tworzywa. Możliwych zastosowań tego surowca jest znacznie więcej. Dzięki swojej wytrzymałości i sztywności jest on wykorzystywany również do produkcji instrumentów muzycznych, a także elementów wyposażenia samochodów czy łodzi. W odpowiednich warunkach bioplastik z konopi rozkłada się w czasie nieprzekraczającym dwustu dni.
