Het wordt steeds duidelijker dat zowel het afstoten van fossiele brandstoffen als het vermijden van de ophoping van plastic in het milieu essentieel zijn om de uitdagingen van klimaatverandering aan te gaan. Daartoe worden aanzienlijke inspanningen geleverd om afbreekbare of recyclebare polymeren te ontwikkelen die gemaakt zijn van niet-eetbaar plantaardig materiaal, aangeduid als “lignocellulose-biomassa”.
Het produceren van concurrerende op biomassa gebaseerde kunststoffen was niet eenvoudig. Conventionele kunststoffen zijn wijdverbreid omdat ze lage kosten, hittestabiliteit, mechanische sterkte, verwerkbaarheid en compatibiliteit combineren – eigenschappen die alternatieve plasticvervangingen moeten evenaren of overtreffen.
Nu heeft een groep wetenschappers, onder leiding van professor Jeremy Luterbacher van EPFL’s School of Basic Sciences, met succes een van biomassa afgeleid plastic ontwikkeld, vergelijkbaar met PET, dat voldoet aan de criteria voor het vervangen van verschillende huidige kunststoffen en tegelijkertijd milieuvriendelijker is.
Luterbacher zei: “We ‘koken’ in wezen gewoon hout of ander niet-eetbaar plantaardig materiaal, zoals landbouwafval, in goedkope chemicaliën om de plastic precursor in één stap te produceren. Door de suikerstructuur intact te houden binnen de moleculaire structuur van het plastic , de chemie is veel eenvoudiger dan de huidige alternatieven.”
De techniek is gebaseerd op een ontdekking die de heer Luterbacher en zijn collega’s in 2016 publiceerden, waarbij het toevoegen van een aldehyde bepaalde fracties van plantaardig materiaal kan stabiliseren en hun vernietiging tijdens extractie kan voorkomen. Door deze chemie een nieuwe bestemming te geven, konden de onderzoekers een nieuwe bruikbare biogebaseerde chemische stof herbouwen als een plastic voorloper.
Lorenz Manker, de eerste auteur van de studie, zei: “Door een ander aldehyde-glyoxylzuur in plaats van formaldehyde te gebruiken, kunnen we eenvoudig ‘kleverige’ groepen aan beide zijden van de suikermoleculen knippen, waardoor ze als plastic bouwstenen kunnen fungeren. Door deze eenvoudige techniek kunnen we tot 25 procent van het gewicht aan landbouwafval, of 95 procent van de gezuiverde suiker, omzetten in plastic.”
Dankzij de goed afgeronde eigenschappen van deze kunststoffen kunnen ze worden gebruikt in toepassingen variërend van verpakkingen en textiel tot medicijnen en elektronica. De onderzoekers hebben al verpakkingsfolies gemaakt, vezels die tot kleding of ander textiel kunnen worden gesponnen, en filamenten voor 3D-printen.
Luterbacher zei: “Het plastic heeft zeer goede eigenschappen, met name voor toepassingen zoals voedselverpakkingen. En wat het plastic uniek maakt, is de aanwezigheid van de intacte suikerstructuur. Dit maakt het ongelooflijk gemakkelijk te maken omdat je niet hoeft te wijzigen wat de natuur je geeft, en eenvoudig te degraderen omdat het terug kan gaan naar een molecuul dat al overvloedig aanwezig is in de natuur.”
Bron: bioenergy-news.com
