Екологічний прорив: японський пластик, який розчиняється у воді та підживлює ґрунт

Пластик справедливо можна вважати матеріалом з ідеальним минулим та складним майбутнім. Колись його вважали не менш як символом прогресу. Легкий, міцний, дешевий у виробництві. Він швидко змінив упаковку, медицину, побут і логістику. Проте головні переваги пластику сьогодні обернулися проти довкілля. Те, що не псується і не ламається роками, не зникає і в природі. Тож екологічний вплив пластику складно недооцінити.

За оцінками різних міжнародних організацій щороку у світі виробляється понад 400 мільйонів тонн пластику. І значна частина з нього стає відходами вже протягом першого року використання. А далі за схемою – сміттєзвалища, ґрунти, річки, моря, океани. Так формується глобальна проблема, що отримала неофіційну назву екологічна криза пластику.

Проблема пластику, що помітна вже сьогодні

Коли пластик потрапляє в довкілля, він майже не зникає. Замість цього він поступово руйнується на дрібні фрагменти – мікропластик.

Саме він становить одну з найбільших загроз:

• потрапляє в ґрунт і воду;
• накопичується в організмах тварин і риб;
• проникає в харчовий ланцюг людини;
• впливає на здоров’я, гормональну систему та імунітет.

Тема охорони океанів сьогодні вже не абстрактна ідея, а питання виживання екосистем. За прогнозами Програми ООН з охорони навколишнього середовища, до 2040 року пластикове забруднення океанів може зрости ще на 23–37 мільйонів тонн щороку. І це за умови, що нічого кардинально не зміниться.

Чому традиційний пластик такий “живучий”?

Проблема традиційного пластику не тільки в обсягах споживання, а й у самій природі матеріалу. Більшість звичних нам пластмас створені на основі міцних ковалентних зв’язків. Завдяки цьому:

• забезпечується довговічність та стійкість матеріалу;
• пластик майже не піддається природному розкладанню;
• зберігається в довкіллі протягом десятиліть, а то й більше.

Саме тому людству потрібні альтернативні матеріали та нові технології пластику. І саме цим наразі займаються фахівці по всьому світу.

Еко-технології та матеріали майбутнього

Світ вже усвідомив, що без альтернативи пластику проблему не вирішити. Тому науковці, інженери та екологічні стартапи активно працюють у таких напрямках:

• нові технології пластику без нафтової основи;
• матеріали, що здатні повертатися в природні цикли;
• технології, які працюють на зменшення мікропластику;
• не просто “менш шкідливі”, а реально безпечні для екосистем рішення.

В цьому контексті особливої уваги заслуговують еко-інновації Японії. Це рішення, яке без перебільшення привертає увагу всього світу. 

Інноваційний пластик – Японія шукає радикально інший підхід 

Японські вчені з Центру науки про виникнення матерії RIKEN (CEMS) разом із Токійським університетом запропонували підхід, який змінює саме уявлення про матеріал. Йдеться не просто про біорозкладний пластик, а про матеріал, що розчиняється у воді, зокрема в солоній морській воді.

На чолі дослідження стоїть професор Такудзо Аїда. Його команда працювала з надмолекулярними полімерами, структура яких утримується не жорсткими, а оборотними взаємодіями. Довгий час вважалося, що такі матеріали занадто слабкі для практичного використання. Але японські дослідники довели протилежне. Як зазначив Аїда, новий японський розчинний пластик є повною протилежністю уявленням про нестабільність надмолекулярних пластиків.

Тобто це матеріал, який розчиняється у воді, проте залишається міцним у використанні. Суть розробки полягає у створенні перехресних соляних мостів між іонними мономерами. У звичайних умовах матеріал поводиться як класичний пластик. Він міцний, гнучкий, стабільний та витримує потрібні навантаження. Але при контакті з електролітами, наприклад сіллю в морській воді, ці зв’язки руйнуються. В лабораторних умовах шматок такого матеріалу зникав у солоній воді менш ніж за кілька годин. І це був не повільний розклад та не фрагментація, як у випадку з мікропластиком. Матеріал повноцінно розчинявся без утворення мікрочастинок. 

Завдяки своїй структурі японський еко-пластик:

• розчиняється протягом кількох годин у морській воді та розпадається на початкові компоненти;
• не утворює мікропластику;
• надалі переробляється природними бактеріями та включається в біохімічні цикли;
• не накопичується в довкіллі.

Це робить технологію особливо перспективною для охорони океанів та прибережних екосистем, що найбільше страждають від неконтрольованого пластикового забруднення. Але не тільки для них.

Безпечний та корисний еко пластик для ґрунту

Цікавим є те, що сіль присутня не лише в морській та океанічній воді, а й в ґрунтах. Звісно, не в такій кількості, але все ж. За словами дослідників, у наземних умовах шматок інноваційного пластику розміром близько 5 см розпадається десь за 200 годин. 

Водночас завдяки тому, що компоненти розпаду метаболізуються бактеріями, матеріал фактично ближче до концепції природних добрив, аніж токсичних відходів. Неймовірні властивості, можливості та безпечність нового матеріалу привертають увагу фахівців різних сфер:

• пакування;
• інженерії;
• одноразових виробів. 

Дослідники сталих матеріалів теж не стоять осторонь. І попри те, що масова комерціалізація ще попереду, по суті японська інновація здатна привести людство до нової ери безпечного використання матеріалів. Проте тут є важливий нюанс.

Новітні розробки та реальність сьогодення

Японський пластик, що розчиняється у воді показує дві важливі речі. По-перше, наука вже готова запропонувати рішення глобальної пластикової кризи. Але, по-друге, масове впровадження потребує часу. Новітні матеріали майбутнього проходять довгий шлях:

• масштабування виробництва;
• перевірка стабільності в різних умовах;
• сертифікація;
• визначення економічної доцільності.

Навіть коли з’являється інноваційний пластик, проблема не зникає миттєво. Поки еко-технології розвиваються, ключову роль в збереженні довкілля відіграє щоденна поведінка людства. Зокрема й в питанні розумного споживання пластику. І мова йде не про відмову від комфорту, а про такі побутові нюанси:

• свідомий вибір матеріалів;
• зменшення використання одноразової продукції та пакувань;
• перехід до багаторазових альтернатив;
• підтримка еко-виробників.

Команда інтернет-магазину BPT-UA пропонує свою альтернативу та внесок в збереження чистоти природи. Еко-товари для дому, побуту та догляду за собою допомагають зменшити забруднення вже сьогодні, а не очікувати коли ініціативи науковців зроблять це за нас.