מיקרופלסטיק, שברים זעירים וכמעט בלתי ניתנים להריסה ממוצרי פלסטיק, נמצאים בכל מקום, מאוקיינוסים ועד גופים אנושיים, מהווים סיכונים סביבתיים ובריאותיים חמורים. מחקר פורץ דרך של אוניברסיטת קליפורניה סן דייגו ואלג'נסיס חושף פולימרים מבוססי אצות שמתפרקים ברמת המיקרו-פלסטיק בתוך שבעה חודשים, ומציעים חלופה מבטיחה לפלסטיק מבוסס נפט.
מחקר חדש מצביע על כך שפולימרים על בסיס צמחי יכולים להתפרק בתוך תקופה של שבעה חודשים.
מיקרופלסטיק הם שברים זעירים, כמעט בלתי ניתנים להריסה, שנשפכים ממוצרי פלסטיק יומיומיים. ככל שאנו לומדים יותר על מיקרופלסטיק, החדשות ממשיכות להחמיר. כבר מתועדים היטב באוקיינוסים ובאדמה שלנו, אנו מגלים אותם כעת במקומות הלא סבירים ביותר: העורקים, הריאות ואפילו השליות שלנו. מיקרו-פלסטיק יכול לקחת בין 100 ל-1,000 שנים להתפרק, ובינתיים, כוכב הלכת שלנו והגוף שלנו נהיים מזוהמים יותר עם החומרים האלה מדי יום.
מציאת חלופות בר-קיימא לפלסטיק ומיקרו-פלסטיק מסורתיים מבוססי נפט מעולם לא הייתה חשובה יותר. מחקר חדש של מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו וחברת מדעי החומרים Algenesis מראה שהפולימרים הצמחיים שלהם מתכלים – אפילו ברמת המיקרו-פלסטיק – תוך פחות משבעה חודשים. המאמר, שכל מחבריו הם פרופסורים, בוגרים או מדעני מחקר לשעבר באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, מופיע בכתב העת דוחות מדעיים.
"אנחנו רק מתחילים להבין את ההשלכות של מיקרו-פלסטיק. רק שרטנו את פני השטח של הכרת ההשפעות הסביבתיות והבריאותיות", אמר פרופסור לכימיה וביוכימיה מייקל בורקרט, אחד ממחברי המאמר ומייסד שותף של אלגנסיס. "אנחנו מנסים למצוא תחליפים לחומרים שכבר קיימים, ולוודא שתחליפים אלה יתכלו בתום החיים השימושיים שלהם במקום להיאסף בסביבה. זה לא קל."
"כאשר יצרנו לראשונה את הפולימרים המבוססים על אצות לפני כשש שנים, הכוונה שלנו תמיד הייתה שהם יהיו מתכלים לחלוטין", אמר אחר מחברי המאמר, רוברט פומרוי, שהוא גם פרופסור לכימיה וביוכימיה ושותף לאלג'נסיס. מייסד. "היו לנו הרבה נתונים המצביעים על כך שהחומר שלנו נעלם בקומפוסט, אבל זו הפעם הראשונה שמדדנו אותו ברמת המיקרו-חלקיקים".
מעמיד את זה במבחן
כדי לבדוק את מידת הפירוק הביולוגית שלו, הצוות טחן את המוצר שלהם למיקרו-חלקיקים עדינים, והשתמש בשלושה כלי מדידה שונים כדי לאשר שכאשר הונחו בקומפוסט, החומר מתעכל על ידי חיידקים.
הכלי הראשון היה מד נשימה. כאשר החיידקים מפרקים חומר קומפוסט, הם משחררים פחמן דו חמצני (CO2), אותו מודד מד הנשימה. תוצאות אלו הושוו לפירוק של תאית, הנחשבת לתקן התעשייה של 100% מתכלות ביולוגית. הפולימר הצמחי התאים לתאית בכמעט מאה אחוז.
ספירת חלקיקים של מיקרו-פלסטיק מבוססי נפט (EVA) וצמחי (TPU-FC1) מראים שלאורך זמן, EVAs כמעט לא מפגינים פירוק ביולוגי, בעוד שה-TPUs נעלמו לרוב עד היום ה-200. קרדיט: Algenesis Corporation
בשלב הבא, הצוות השתמש בהצפת מים. מכיוון שפלסטיק אינו מסיס במים והם צפים, ניתן בקלות לגרוף אותם מעל פני המים. במרווחים של 90 ו-200 ימים, כמעט 100% מהמיקרו-פלסטיק המבוסס על נפט נמצאו, כלומר אף אחד מהם לא התכלה. מאידך, לאחר 90 יום, רק 32% מהמיקרו-פלסטיק המבוסס על אצות נמצאו, מה שמראה שיותר משני שלישים ממנו התפרקו. לאחר 200 ימים, רק 3% אוששו מה שמצביע על כך ש-97% ממנו נעלמו.
המדידה האחרונה כללה ניתוח כימי באמצעות כרומטוגרפיה גז/ספקטרומטריית מסה (GCMS), אשר זיהתה את נוכחות המונומרים המשמשים לייצור הפלסטיק, מה שמעיד על כך שהפולימר נשבר לחומרי הצמח ההתחלתיים שלו. מיקרוסקופ סריקת אלקטרונים הראה עוד כיצד מיקרואורגניזמים מיישבים את המיקרו-פלסטיק המתכלה במהלך קומפוסטציה.
"החומר הזה הוא הפלסטיק הראשון שהודגם לֹא ליצור מיקרו-פלסטיק בזמן שאנו משתמשים בו", אמר סטיבן מייפילד, מחבר שותף, פרופסור בבית הספר למדעי הביולוגיה ומייסד שותף של אלג'נסיס. "זהו יותר מסתם פתרון בר קיימא למחזור החיים של סוף המוצר ולמזבלות הצפופות שלנו. זהו למעשה פלסטיק כלומר לֹא הולך לעשות אותנו חולים."
יצירת חלופה ידידותית לסביבה לפלסטיק מבוסס נפט היא רק חלק אחד מהדרך הארוכה לכדאיות. האתגר המתמשך הוא להיות מסוגל להשתמש בחומר החדש על ציוד ייצור קיים שנבנה במקור עבור פלסטיק מסורתי, וכאן אלגנסיס מתקדמת. הם שיתפו פעולה עם מספר חברות לייצור מוצרים המשתמשים בפולימרים על בסיס צמחי שפותחו ב-UC San Diego, כולל Trelleborg לשימוש בבדים מצופים ו-RhinoShield לשימוש בייצור מארזים לטלפונים סלולריים.
"כשהתחלנו בעבודה הזאת, אמרו לנו שזה בלתי אפשרי", קבע בורקרט. "עכשיו אנחנו רואים מציאות אחרת. יש הרבה עבודה לעשות, אבל אנחנו רוצים לתת לאנשים תקווה. זה הוא אפשרי."
מחקר זה נתמך במימון ממשרד האנרגיה (DE-SC0019986 ו-DE-EE0009295).
גילוי נאות: Burkart, Mayfield ו-Pomeroy הם מייסדים שותפים של ומחזיקים בעמדות הון בחברת Algenesis Corporation.
