Ультрафиолет позволяет облегчить разложение пластика

Многие пластики, которые маркируются как «биоразлагаемые» на самом деле компостируются только в промышленных условиях.  Но ученые из Университета Бата (University of Bath) нашли метод повышения способности пластика разлагаться с применением ультрафиолетовых лучей.

В результате повышающегося беспокойства общества в отношении пластиковых отходов, пластик PLA (полимолочная кислота), получаемый из молочной кислоты, образующейся в результате ферментации сахаров, теперь широко применяется как возобновляемая и устойчивая альтернатива пластикам, полученным из продуктов переработки нефти – используемых везде, от одноразовых стаканчиков и чайных пакетиков до 3D-печати и упаковки.

Этот пластик часто маркируется как «биоразлагаемый», однако в естественных условиях (например, в почве или морской воде) его способность к разложению ограничена, и он разлагается только в условиях промышленного компостирования с высокой температурой и влажностью – недостижимых в бытовых компостных кучах.

Ученые из Центра устойчивых и цикличных технологий (Centre for Sustainable and Circular Technologies, CSCT) Университета Бата разработали способ сделать эти пластики более разлагаемыми в природных условиях.

Команда обнаружила, что они могут регулировать способность пластика разлагаться путем внедрения в полимер молекул сахара в разных количествах.

Они обнаружили, что включение в PLA даже такого небольшого количества единиц полимеров сахара, как 3%, приводит к 40% разложения в течение 6 часов воздействия ультрафиолетового света.

Многообещающим фактором является то, что технология совместима с существующими процессами производства пластмасс, а это означает, что потенциально ее можно протестировать и быстро внедрить в промышленность пластмасс.

Публикуя свое исследование в журнале Chemical Communications, исследователи надеются, что их результаты будут использованы в будущем в промышленных условиях, чтобы повысить способность пластиковых отходов к разложению.

Доктор Антуан Бушар, обладатель стипендии от Королевского общества (Royal Society University Research Fellowship) и преподаватель кафедры химии полимеров из CSCT, руководил исследованием, которое было поддержано Королевским обществом.

Он говорит, что «многие пластмассы маркируются как биоразлагаемые, но, к сожалению, это верно только в том случае, если вы утилизируете их в промышленном компостере отходов — если их положить в домашние компостные кучи, они могут храниться годами.

«Большинство PLA-пластиков состоят из длинных полимерных цепей, которые трудно разрушить водой и ферментами. В результате нашего исследования мы выяснили, что в полимерные цепи можно добавить сахара, связывающие все вместе с помощью связей, которые можно разрушить с помощью ультрафиолетового излучения».

«Это ослабляет пластик, разбивая его на более мелкие полимерные цепи, которые становятся более подверженными гидролизу».

«Это может сделать пластик гораздо более биоразлагаемым в природных условиях, например, в океане или в компостной куче в саду».

«Ранее ученые рассматривали возможность повышения способности PLA разлагаться в воде — то есть, с помощью гидролиза, — но мы стали первыми, кто рассмотрел возможность использования света».

«Эту стратегию еще предстоит применить к реальным объектам из пластика и проверить действие солнечного света, но мы надеемся, что наша технология может быть использована в будущем для производства пластиков, которые остаются прочными, когда вы их используете, и которые можно легко разрушить, если повторное использование или переработка более невозможны».