Ett team av forskare har utvecklat polyuretanskum tillverkat av algolja för att passa
Studien genomfördes i samarbete mellanUniversity of California, San Diego och Algenesis Materials, ett nytt företag inom materialvetenskap och teknik. Projektet leddes av doktorand Natasha Gunawan från laboratorierna för professorerna Michael Burkart (fysikavdelningen) och Stephen Mayfield (avdelningen för biologiska vetenskaper) och Marissa Tessman från Algenesis. Det är det senaste i en serie av nya forskningspublikationer som tillsammans, säger Burkart, erbjuder en komplett lösning på plastproblemet - åtminstone för polyuretaner (PU).
Dokumentet visar att vi har skumkommersiell kvalitet som sönderfaller i dess naturliga miljö. Efter hundratals formuleringar har vi äntligen nått en formulering som uppfyller kommersiella specifikationer. Dessa skum är 52% biobaserade - till slut kommer vi att uppnå 100%.
Stephen Mayfield, Institutionen för biologiska vetenskaper, University of California, San Diego
Förutom att utveckla rätt skumformuleringkommersiell kvalitet, arbetade forskarna med Algenesis inte bara för att skapa skon, utan också för att sönderdela den. Forskare har visat att kommersiella produkter som polyestrar, bioplast (PLA) och fossil bränsleplast (PET) kan vara biologiskt nedbrytbara, men endast i samband med laboratorietester eller industriell kompostering.
Biologiskt nedbrytbara tofflor i kommersiell kvalitet. Kredit: Stephen Mayfield, University of California, San Diego
Faktum är att forskare har återutvecklat polyuretanermed biomonomer från början för att uppfylla de höga kraven på skodon, samtidigt som man teoretiskt upprätthåller en kemi som är lämplig för biologisk nedbrytning. Alger visade sig vara en av monomererna. Det är på grundval av sådana material som forskare har skapat speciellt biologiskt nedbrytbart skum som ett alternativ till polyuretan.
Testa skummen genom att doppa dem i traditionell kompostoch jord, fann teamet att materialen hade sönderdelats på bara 16 veckor. Under nedbrytningsperioden, för att redovisa eventuell toxicitet, mätte forskarna varje molekyl som frigörs från de biologiskt nedbrytbara materialen. De identifierade också organismer som försämrade skummet.
Fotstöd av tofflor som dras ut ur formen. Kredit: Stephen Mayfield, University of California, San Diego
Biologiskt nedbrytbara PU-kuber inom 12 veckor.Nedbrytningen analyserades med användning av A) förändring i utseende, B) kubmassa och C) maximal kraft vid 50 % kompressionskraftsavvikelse (CFD). Felstaplar indikerar provstandardavvikelser för de tre mätningarna. För kompost och jordmassaförlust p <0,01, och för kompost och jord CFD p <0,01 (tabell 2 i den publicerade artikeln). Kredit: Stephen Mayfield, University of California, San Diego
Helt återvinningsbartkommersiella produkter är nästa steg i forskarnas pågående uppdrag att lösa aktuella problem i produktion och hantering av plastavfall. Om de inte löses, kommer detta 2050 att leda till att 96 miljarder ton plast släpps i deponier eller i miljön.
Läs också
Forskare kan ha kommit nära förståelsen av hur vår planet blev beboelig
Se vad Hubbles efterträdare kan se i rymden. Webb-teleskopöversikt
Forskare tar reda på hur parasiter lärde sig leva utan syre