Sürdürülebilir Plastiklerde Araştırma Yapılıyor

Sürdürülebilir Plastiklerde Araştırma Yapılıyor

Petrol bazlı polimerler okyanuslarımızı kirletip hayatımızı kirlettiği için, araştırmacılar dayanıklı, çok yönlü malzemelere olan talebi karşılamak için daha çevre dostu yollar aramaktadır. Flickr: Fotoğraf Bo Eide (Flickr / Creative Commons) 

Temmuz 29, 2015 - Dünya okyanuslarının kaderi küçük bir bira fıçısı boyutunda değil, paslanmaz çelik bir tankın içinde kalabilir. İçinde, genetiği değiştirilmiş bakteriler mısır şurubunu çok çeşitli ortak plastiklerin üretilmesinde kullanılabilecek çalkalayıcı bir polimer kütlesine dönüştürür.

Metabolix, Inc.’in bilim kurulu başkanı Oliver Peoples “Bu biraz yoğurt yapmak gibi bir şey” diyor.

Biyoplastiklerin laboratuvar ölçekli fermantasyon odalarında şekillendiği Cambridge, Massachusetts merkezli şirket, fosil yakıtlardan üretilen geleneksel plastikler için maliyet açısından rekabetçi, daha çevre dostu yedeklemeler geliştirmek için çalışan gittikçe artan sayıda işletme ve kurumdan biridir. Ayrışmak ve okyanuslarımızı yüzen plastik denizlerine dönüştürmek.

Georgia Üniversitesi Çevre Mühendisliği öğretim üyesi Jenna Jambeck, “Plastik üretimindeki bu büyük artışı atık akışında da artışa neden olduğunu gördük” dedi. “Biyobozunur malzemenin aksine, plastik tüm bu sorunlara sahiptir. Su yollarına kolayca seyahat eder, fiziksel olarak toplanması çok zor veya imkansız olan küçük parçalara ayrılır ve halihazırda çevrede bulunan kimyasal kirleticileri emme eğilimindedir. ”

4.8 milyon ila 12.7 milyon metrik ton (5.3 milyon ila 14 milyon ton) plastik veya her yıl üretilen kabaca 4 milyon metrik ton (300 milyon ton) plastik miktarının yüzde 330 kadarı, okyanusa 2010'te çöp olarak girdi. Jambeck ve meslektaşları tarafından yapılan bir araştırmaya göre, rakamın önümüzdeki on yıl içinde daha fazla plastik üretildiğinden ve ardından atık yönetimi ve geri dönüşüm çabalarından kaçındığından 10 katını arttırması bekleniyor bu yılın başlarında yayınlandı dergisinde Bilim.

Bütün bu plastiğin insanlar dahil canlılar üzerindeki etkisi belirsizdir. Son zamanlarda yapılan bazı çalışmalar, küçük plastik parçalarındaki kimyasalların ve hatta plastik parçaların kendilerinin, kuşlarda, balıklarda ve diğer deniz yaşamında birikebileceğini göstermektedir. Laboratuar testleri, onları içeren kimyasalların karaciğer hasarı ve sağlık sorunları gibi olumsuz sağlık etkilerine neden olabileceğini göstermiştir. endokrin bozulması değiştirilmiş gen ekspresyonu yoluyla. Laboratuar dışında benzer etkilerin oluşup oluşmadığı veya besin zincirini deniz organizmalarını yiyen insanlara kadar uzatıp uzatmadığı bilinmemektedir, ancak her ikisi de tamamen makul görünmektedir.

Ve hepsi bu değil. Plastikler sera gazı departmanında da ünlüdür. Dünya genelinde kullanılan petrolün yaklaşık yüzde 8'i, her yıl doğrudan plastik yapmak ya da plastik üretim işlemlerine güç sağlamak için gidiyor. Worldwatch Enstitüsü'nün son raporu.

“İnsanlar daha çok değil, daha az plastik kullanmak istediklerini düşünmelerine rağmen, meselenin gerçeği, plastiklerin arabaları hafifleten, suyu arındıran ve sağlık ve güvenlik uygulamalarına muazzam fayda sağlayan modern malzemeler olmasıdır.” - Marc HillmyerWhy değil sadece kullanımını azaltmak mı? Birincisi, plastikler inanılmaz derecede çok yönlüdür; esneklik, maliyet ve malzemelerin yerine geçmesi zor olabilecek diğer parametreler için bir ihtiyaç yelpazesini karşılar. Sadece bu değil, yerine geçen materyaller kendi olumsuz çevresel, sosyal ve sağlık etkilerini sunar.

Marc Hillmyer, “İnsanlar, daha çok değil, daha az plastik kullanmak istediklerini düşünmelerine rağmen, meselenin gerçeği, plastiklerin arabaları hafifleten, suyu arıtıp sağlık ve güvenlik uygulamalarına muazzam fayda sağlayan modern malzemeler olduğu” diyor. müdürü Sürdürülebilir Polimerler Merkezi Minneapolis'teki Minnesota Üniversitesi'nde.


 E-posta ile son alın

Haftalık Dergi Günlük İlham

Başka bir deyişle, geleneksel plastiklere, yani bitki bazlı plastiklere daha sürdürülebilir alternatifler izlemenin sağlam nedenleri vardır. Bu sözde biyoplastikler bozulabilir ve kara veya deniz kirlenmesine neden olma riskini önemli ölçüde azaltır. Ayrıca fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltarak plastiğin karbon ayakizini azaltıyorlar. Biyoplastiklerle ilişkili sera gazı emisyonları, geleneksel plastiklerle ilişkili olanlardan 26 yüzde X daha düşüktür. mısır bazlı ve petrol bazlı plastiğin yeni yaşam döngüsü analizi Michigan Eyalet Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından.

Ortaya Çıkan Alternatifler

Ancak günümüz plastiklerine petrol bazlı olmayan, ayrıştırılabilir alternatifler bulmak kolay değil. Mısır, şeker kamışı veya diğer bitki bazlı malzemeden yapılmış plastikler mutlaka parçalanabilir değildir ve istediğiniz zaman bozulmalarını almak zor olabilir.

Hillmyer, “Kullanırken plastik poşetinizin bozulmasını istemezsiniz” diyor. “Öte yandan, başka bir ortama yerleştirildiğinde hızlıca bozulmasını istiyorsun.”

Kimyacılar, petrol bazlı plastiklerin bozulmasını sağlamak için yeniden formüle etmekte zorlanırken, bir dizi biyo-bazlı, parçalanabilir alternatifler ortaya çıkmaktadır.

Bu ve diğer son başarılara rağmen, biyoplastikler bir bütün olarak endüstrinin küçük bir parçası olmaya devam ediyor. Minnetonka, Minnesota merkezli bir şirket olan Natureworks, dünyanın önde gelen biyoplastik üreticilerinden biridir. Şirket, mısır nişastasından elde ettiği biyolojik olarak parçalanabilen bir plastik olan polilaktik asit veya PLA üretiyor ve kullanım ömürlerinin sonunda ayrışan tek kullanımlık çatal bıçak takımı, bardaklar ve ambalajlar dahil olmak üzere çok çeşitli tüketici ürünleri yapıyor. Şirketin Blair, Nebraska'daki ilk üretim tesisi 2002 yılında faaliyete geçti ve yılda 140,000 mt (150,000 ton) PLA üretebiliyor. Şirket geçtiğimiz günlerde Güneydoğu Asya'da hammadde olarak şeker kamışını kullanacak ikinci bir fabrika açma planlarını duyurdu.

Biyoplastiklerin önde gelen başka bir üreticisi, 2009'te, yüzde 30'e kadar biyobazlı malzeme içeren polietilen tereftalattan (PET) üretilen bir içecek şişesi olan PlantBottle'i piyasaya süren Coca-Cola Company'dir. Şişeler parçalanabilir değildir, ancak çoğu biyo-bazlı plastikten farklı olarak, genel olarak geri dönüştürülmüş bir plastik olan geleneksel PET ile birlikte geri dönüştürülebilir. 2009'ten bu yana şirket, orijinal PlantBottles'larının 35 milyarını üretti. Haziran ayında 2015, şirketin yüzde 100 biyo-tabanlı yeni bir versiyonunu duyurdu.

Bu ve son zamanlardaki başarılara rağmen, biyoplastikler bir bütün olarak endüstrinin küçük bir bölümünü oluşturmaya devam ediyor. Malzemeler, tüketicilerin daha sürdürülebilir ürünler için prim ödemeye hazır oldukları kaşık ve şişeler gibi tek kullanımlık ürünler için çok uygundur. Yüksek dayanıklılık, daha az görünür uygulamalar - örneğin, konutlarda ve ticari tesisatta yaygın olarak kullanılan PVC'den yapılmış su boruları - hala tamamen geleneksel plastikten yapılmıştır. Washington, DC merkezli bir endüstri ticaret grubu olan Plastics Industry Society, göre toplamda, tüm plastiğin yüzde XNX'ten daha azı petrol dışı kaynaklardan geliyor.

Bununla birlikte, hükümet düzenlemesi, biyoplastiklerin kullanımının artmasına yol açmaktadır. 2014 Illinois’de yasaklanmış mikro boncuklar, yüz fırçalamalarında, şampuanlarda ve diş macunlarında yaygın olarak kullanılan minik plastik aşındırıcılar, çevresel bozulma konusundaki endişeler nedeniyle Büyük Göller'de. Çapı bir milimetreden daha az olan mikro boncuklar, atık su arıtma sistemleri tarafından filtrelenemeyecek kadar küçüktür ve hem tatlı su hem de deniz ortamlarında bulunmuştur.

organik plastikler 8 7Biyobozunur PHA'dan yapılabilen tüketici ürünleri arasında çantalar, kaplar ve elektrik kablosu kılıfları bulunur. Fotoğraf Metabolix'in izniyle.

Beklenen mikroböceklerde federal bir yasak ile Metabolix, Mart ayında Honeywell ile mikrobordlara biyobozunur bir alternatif üretti. PLA. İki şirketin geliştirdiği mikro boncuklar mısır nişastası fermantasyonu ile yapılır, ancak aynı zamanda şalter gibi gıda dışı ürünlerden de yapılabilir. Peoples, PHA'nın mikro boncuklarının aylar içinde selüloz veya kağıtla aynı oranda karbon dioksit ve suya dönüşeceğini söylüyor.

Aşağı tarafın etrafında

Mısır veya şeker kamışı gibi ürünlerden elde edilen plastiklere olan bağımlılığımızı arttırdıkça, yanlışlıkla yeni çevresel kaygıları ortaya çıkarabiliriz. Dergide yeni bir çalışma Temiz Üretim Tarımsal hammaddelerden yetiştirilen biyoplastikler not edildi önemli miktarda su, böcek ilacı ve gübre kullanın Bu, hava ve su kirliliğine neden olabilir ve yiyecek için yetiştirilen mahsuller ile rekabet edebilir.

Bitkisel bazlı plastiklerin alt taraflarını aşmanın bir başka yolu da petrol bağımlılığını azaltmaya devam etmektir.2 bunun yerine bir hammadde olarak. New York’un Ithaca kentindeki Cornell Üniversitesi’ndeki araştırmadan çıkan Novomer, atık CO’ya çeviriyor2 etanol üretim tesislerinden plastiğe. Şirket, minderlerde, koltuk minderlerinde ve yalıtımda esnek köpük yapımında kullanılan polioller-polimerler ve ayrıca bir dizi özel kaplama ve sızdırmazlık maddesi üretmektedir.

Novomer'in polimer başkan yardımcısı Peter Shepard, “Yatağınız malzememizle yapılsaydı, kabaca ağırlıkça yüzde 22 karbon dioksit olurdu” diyor. "Atık malzeme olan bir sera gazı alır ve değerli bir ürüne dönüştürür. ”

Genellikle CO2 diğer bileşiklerle reaksiyona giremeyecek kadar inert olup, plastiklerde veya diğer uygulamalarda kullanımını zorlaştırır. Ithaca'daki Cornell Üniversitesinde kimya profesörü ve Novomer'in kurucu ortağı olan Geoffrey Coates, CO'nun reaktivitesini artıran bir katalizör geliştirdi.2 eşzamanlı olarak bir başka önemli poliol bileşeninin reaktivitesini yavaşlatırken, CO'nun dahil edilmesini kolaylaştırmak2 Elde edilen polimerin içine.

“Sanki çocuğunuz varsa ve onlara pizza ve brokoli veriyorsanız ve onlara her bir ısırık pizza aldığınızda onlara bir ısırık brokoli almanız gerektiğini söylüyorsunuz” diyor Sustainable Polymers Merkezinin bir üyesi olan Coates .

Scheer, biyoplastikler için en büyük zorluk, geleneksel 60 yıllarında kazanılan inanılmaz derecede ucuz malzemeler olan geleneksel plastiklere karşı rekabet ediyor olmaları, diyor. köpük.

Şirket şu anda köpük ve dolgu macunları yapmaya odaklanmış olsa da, Shepard Novomer's CO2bazlı polimerler, CO ile parçalanabilir plastikler yapmak için kullanılabilir.2 yüzde 50 kadar yüksek içerik.

En büyük mücadele

Son yıllarda yaşanan güçlü büyümeye rağmen, bazıları biyoplastiklerin potansiyellerine yetişmediğini söylüyor.

Bir zamanlar önde gelen biyoplastik şirketi Cereplast'ın eski CEO'su Frederick Scheer, “Biyoplastik endüstrisi, fiyatlandırma ve dünyayı değişmeye istekli hale getirecek özellikler bakımından yeterince çekici olan polimerler yaratamadı” diyor. 2014’te iflas ilan edildi.

Scheer, biyoplastikler için en büyük zorluk, geleneksel plastiklere, son derece ucuz olan ve son derece ucuz olan malzemelere karşı rekabet etmeleridir.

“İnsanlar, biyolojik olarak bozulmayacak olan yağ bazlı malzemelerin çevresel etkisinin bir miktar bilincinde, ancak [yeni] malzeme türlerini zorlamak için fazladan para harcamak istemiyorlar” diyor.

Petrol bazlı plastikle rekabet, geçen yıl boyunca petrol fiyatlarının yarıya düştüğü için yoğunlaştı. Scheer, “Geleneksel yağ bazlı malzemeyle rekabet edebilmek için, petrol fiyatının 130 $, 140 varil civarında bir yerde olması gerekiyor” dedi. “Açıkça, $ 50 seviyesinde bir varile rekabet edebilmek için çok uzağız.”

Scheer, dünyanın tüm plastiklerini petrol dışı kaynaklardan yapma kapasitesinin mevcut olduğunu ancak bunun için ciddi hükümet desteği gerektireceğini söyledi. “Plastik maliyetini ve petrol maliyetini şu anda olduğundan çok daha yüksek olmaya zorlayacak düzenleme tarafından yönlendirilmek zorunda kalacak” dedi.

Polietilen Rakip?

Fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltan ve faydalı ömürlerinin sonunda bozulan sürdürülebilir plastikler yaygınlaşacaksa, sadece mikro boncuklar, köpük ve diğer özel uygulamalar için değil, aynı zamanda termoplastikler için de suya batırmaları gerekecek - düşük - her yıl üretilen yüz milyonlarca ton plastiğin yüzde 80'inden fazlasını içeren, harmanlanabilir, şekillendirilebilir polimerler.

Coates, şu anda polietilen ile karşılaştırılabilir veya belki de daha iyi özelliklere sahip yeni bir biyopolimer üzerinde çalışıyor; çöp torbalarından su şişelerine, plastik oyuncaklara kadar her şeyi yapmak için kullanılan en yaygın olarak üretilen termoplastik.

İnce bir polietilen tabakası bile inanılmaz derecede güçlüdür; örneğin, yere düştüğünde kırılmayan makas veya süt kabı olmadan açılması neredeyse imkansız olan posta zarflarını oluşturur. Coates, “Bunun nedeni yarı kristal bir malzeme olması,” diyor. “[Polimer] zincirleri, yan yana çok sıkı ve özel bir şekilde, oldukça etkileyici özellikler kazandıran paketler.”

İçinde 2014 çalışması Amerikan Kimya Derneği DergisiCornell’deki Coates ve meslektaşları, bir şeker besleme stoğundan yapılmış ve polietilene benzer özelliklere sahip, ancak kristal ömrünün sonunda daha iyi bir şekilde ayrışabilen yarı kristalli bir yapıya sahip yeni bir malzeme tanımladı.

Hillmyer, “Bir gecede gerçekleşmiyor, ancak polietilen gibi bir plastik için gerçek bir rakip olabileceğinin kesin bir göstergesi olduğuna inanıyorum” diyor.

Poli (polipropilen süksinat) olarak bilinen yeni malzeme, bir depolama sahasında veya deniz ortamında ne kadar çabuk ayrılacağını görmek için test edilmemiştir. Ancak Coates, bileşimine dayanarak, birkaç ay sonra suda, çoğu tek kullanımlık ürünün kullanım ömrünü uzatan bir süre sonra bozulmaya başlaması gerektiğini söylüyor. Poli (polipropilen süksinat) propilen glikol ve süksinik aside ayrılır, ayrıca CO'ye indirgenmiş toksik olmayan malzemeler2 ve mikroplar tarafından alındığında su.

Coates, “Polimer bozunma ürünlerini yemek zorunda olsaydınız, istedikleriniz bunlar olurdu” diyor.

Poli (polipropilen süksinat) 'ın pound-pound bazında geleneksel polietilenden daha düşük maliyetli olması muhtemel değildir, ancak benzersiz kristal yapısı, petrol benzerinden daha iyi performans gösterebileceğini göstermektedir. Eğer öyleyse, biyoplastik üreticileri bir gün petrol bazlı plastiklerden önemli ölçüde daha az malzeme ile süt kabı gibi şeyler yaparak günümüzün plastik endüstrisi ile rekabet edebilecekler.

Yokuş yukarı savaş

Karbonun fiyatını belirleyen ya da tüm plastiklerin biyolojik olarak parçalanmasını gerektiren hükümet düzenlemelerinin süpürülmemesi durumunda, biyoplastikler, niş uygulamalardan daha fazlasını dolduracaklarsa, geleneksel plastiklerden daha fazla rekabet edebilecek yollar bulmak zorunda kalacaklar.

Yokuş yukarı bir savaş - ama bir kez daha niş bir ürün olan güneş paneli, giderek daha fazla kazanıyor.

2007'te güneş enerjisi, ABD elektrik üretiminin yüzde 0.1'inden daha azını oluşturdu. Yaratıcılık ve yenilik sayesinde, fotovoltaik modüllerin fiyatı watt başına 4 ABD dolarından watt başına 0.50 ABD dolarına düşerek güneş enerjisini ülkedeki en hızlı büyüyen elektrik kaynağı haline getirmiştir.

Biyoplastikler üzerinde çalışanlar da benzer bir deniz değişimi görebilir mi? Sonuçta, pek çok şey muhtemelen sadece ürünlerinin ne kadar iyi parçalanacağıyla değil, aynı zamanda geleneksel plastiğin rekabet gücünü ne kadar azaltabilecekleri konusunda da sürecek.Ensia ana sayfasını görüntüle

Yazar hakkında

mckenna philPhil McKenna büyüleyici bireylerin yakınlaşması ve ilgi çekici fikirlerle ilgilenen serbest yazar. Öncelikle, haberin arkasındaki kişilere odaklanarak enerji ve çevre hakkında yazılar yazıyor. Eserleri ortaya çıkıyor The New York Times, Smithsonian, KABLOLU, Audubon, Yeni Bilim Adamı, Teknoloji İnceleme, MATTER ve NOVA, burada katkıda bulunan bir editördür.

Bu makale ilk olarak göründü Ensia

İlgili Kitap:

at

Hoşunuza gidebilir

InnerSelf'i takip et

facebook simgesitwitter simgesiyoutube simgesiinstagram simgesipintrest simgesirss simgesi

 E-posta ile son alın

Haftalık Dergi Günlük İlham

MEVCUT DİLLER

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

EN ÇOK OKUNAN

dijital para 9 15
Dijital Para Yaşamımızı Nasıl Değiştirdi?
by Daromir Rudnyckyj
Basit bir ifadeyle, dijital para, bilgisayar ağlarını kullanan bir para birimi biçimi olarak tanımlanabilir…
Ekinoks Sunağı
Ekinoks Sunağı ve Diğer Sonbahar Ekinoksu Projelerinin Yapılması
by Ellen Evert Hopman'ın fotoğrafı.
Sonbahar Ekinoksu, kış fırtınalarının başlamasıyla denizlerin sertleştiği zamandır. Aynı zamanda…
meraklı çocuklar 9 17
Çocukları Merak Etmenin 5 Yolu
by Perry Zurn
Çocuklar doğal olarak meraklıdır. Ancak ortamdaki çeşitli güçler meraklarını giderebilir…
bir ağaca "sıkışmış" koala ayısı
Yavaş Olmak Akıllı Olduğunda: Bir Koala Ayısından Dersler
by Danielle Clode
Koala sınırda Murray Nehri'nde mahsur kalırken yaşlı bir geyiğe tutunuyordu...
sessiz bırakma 9 16
'Sessiz Bırakma'dan Önce Neden Patronunuzla Konuşmalısınız?
by cary cooper
Sessiz bırakma, sosyal medyada popüler hale gelen akılda kalıcı bir isim, muhtemelen hepimizin bildiği bir şey…
kadının yüzü kendine bakıyor
Bunu Nasıl Kaçırmış Olabilirim?
by Mona Sobhani
Deneyimlerime bilimsel kanıt bulmayı beklemeden bu yolculuğa başladım, çünkü…
Genler gibi Bağırsak Mikroplarınız da Bir Nesilden Sonrakine Geçiyor
Genler gibi Bağırsak Mikroplarınız da Bir Nesilden Sonrakine Geçiyor
by Taichi A. Suzuki ve Ruth Ley
İlk insanlar Afrika'dan ayrıldığında bağırsak mikroplarını yanlarında taşıdılar. Çıkıyor,…
Sedna ve Gelişen Dünyamız
Sedna ve Gelişen Dünyamız
by Sarah Varcas
Sedna, denizin annesi veya metresi ve deniz tanrıçası olarak da bilinen Inuit deniz tanrıçasıdır…

Yeni Tutumlar - Yeni Olanaklar

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | İç Pazar
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Yayınları. Her hakkı saklıdır.