Экологический прорыв: японский пластик, который растворяется в воде и удобряет почву

Пластик справедливо можно считать материалом с идеальным прошлым и сложным будущим. Когда-то его считали не менее чем символом прогресса. Легкий, прочный, дешевый в производстве. Он быстро изменил упаковку, медицину, быт и логистику. Однако главные преимущества пластика сегодня обернулись против окружающей среды. То, что не портится и не ломается годами, не исчезает и в природе. Поэтому экологическое воздействие пластика сложно недооценить.

По оценкам различных международных организаций, ежегодно в мире производится более 400 миллионов тонн пластика. И значительная часть из него становится отходами уже в течение первого года использования. А дальше по схеме – свалки, почвы, реки, моря, океаны. Так формируется глобальная проблема, получившая неофициальное название экологический кризис пластика.

Проблема пластика, заметная уже сегодня

Когда пластик попадает в окружающую среду, он почти не исчезает. Вместо этого он постепенно разрушается на мелкие фрагменты – микропластик.

Именно он представляет одну из самых больших угроз:

• попадает в почву и воду;
• накапливается в организмах животных и рыб;
• проникает в пищевую цепочку человека;
• влияет на здоровье, гормональную систему и иммунитет.

Тема охраны океанов сегодня уже не абстрактная идея, а вопрос выживания экосистем. По прогнозам Программы ООН по охране окружающей среды, к 2040 году пластиковое загрязнение океанов может вырасти еще на 23–37 миллионов тонн ежегодно. И это при условии, что ничего кардинально не изменится.

Почему традиционный пластик такой «живучий»?

Проблема традиционного пластика не только в объемах потребления, но и в самой природе материала. Большинство привычных нам пластмасс созданы на основе прочных ковалентных связей. Благодаря этому:

• обеспечивается долговечность и устойчивость материала;
• пластик почти не подвержен естественному разложению;
• сохраняется в окружающей среде в течение десятилетий, а то и больше.

Именно поэтому человечеству нужны альтернативные материалы и новые технологии пластика. И именно этим сейчас занимаются специалисты по всему миру.

Эко-технологии и материалы будущего

Мир уже осознал, что без альтернативы пластику проблему не решить. Поэтому ученые, инженеры и экологические стартапы активно работают в следующих направлениях:

• новые технологии пластика без нефтяной основы;
• материалы, способные возвращаться в природные циклы;
• технологии, работающие на уменьшение микропластика;
• не просто «менее вредные», а реально безопасные для экосистем решения.

В этом контексте особого внимания заслуживают эко-инновации Японии. Это решение, которое без преувеличения привлекает внимание всего мира. 

Инновационный пластик – Япония ищет радикально иной подход 

Японские ученые из Центра науки о возникновении материи RIKEN (CEMS) совместно с Токийским университетом предложили подход, который меняет само представление о материале. Речь идет не просто о биоразлагаемом пластике, а о материале, растворяющемся в воде, в частности в соленой морской воде.

Во главе исследования стоит профессор Такудзо Аида. Его команда работала с надмолекулярными полимерами, структура которых удерживается не жесткими, а обратимыми взаимодействиями. Долгое время считалось, что такие материалы слишком слабы для практического использования. Но японские исследователи доказали обратное. Как отметил Аида, новый японский растворимый пластик является полной противоположностью представлениям о нестабильности надмолекулярных пластиков.

То есть это материал, который растворяется в воде, но остается прочным в использовании. Суть разработки заключается в создании перекрестных соляных мостов между ионными мономерами. В обычных условиях материал ведет себя как классический пластик. Он прочный, гибкий, стабильный и выдерживает необходимые нагрузки. Но при контакте с электролитами, например солью в морской воде, эти связи разрушаются. В лабораторных условиях кусок такого материала исчезал в соленой воде менее чем за несколько часов. И это было не медленное разложение и не фрагментация, как в случае с микропластиком. Материал полностью растворялся без образования микрочастиц. 

Благодаря своей структуре японский эко-пластик:

• растворяется в течение нескольких часов в морской воде и распадается на исходные компоненты;
• не образует микропластика;
• в дальнейшем перерабатывается природными бактериями и включается в биохимические циклы;
• не накапливается в окружающей среде.

Это делает технологию особенно перспективной для охраны океанов и прибрежных экосистем, которые больше всего страдают от неконтролируемого пластикового загрязнения. Но не только для них.

Безопасный и полезный экопластик для почвы

Интересно то, что соль присутствует не только в морской и океанической воде, но и в почвах. Конечно, не в таком количестве, но все же. По словам исследователей, в наземных условиях кусок инновационного пластика размером около 5 см распадается примерно за 200 часов. 

В то же время, благодаря тому, что компоненты распада метаболизируются бактериями, материал фактически ближе к концепции природных удобрений, чем токсичных отходов. Невероятные свойства, возможности и безопасность нового материала привлекают внимание специалистов различных сфер:

• упаковки;
• инженерии;
• одноразовых изделий. 

Исследователи устойчивых материалов тоже не остаются в стороне. И несмотря на то, что массовая коммерциализация еще впереди, по сути японская инновация способна привести человечество к новой эре безопасного использования материалов. Однако здесь есть важный нюанс.

Новейшие разработки и реальность сегодняшнего дня

Японский пластик, растворяющийся в воде, показывает две важные вещи. Во-первых, наука уже готова предложить решение глобального пластикового кризиса. Но, во-вторых, массовое внедрение требует времени. Новейшие материалы будущего проходят долгий путь:

• масштабирование производства;
• проверка стабильности в различных условиях;
• сертификация;
• определение экономической целесообразности.

Даже когда появляется инновационный пластик, проблема не исчезает мгновенно. Пока эко-технологии развиваются, ключевую роль в сохранении окружающей среды играет ежедневное поведение человечества. В частности, и в вопросе разумного потребления пластика. И речь идет не об отказе от комфорта, а о таких бытовых нюансах:

• сознательный выбор материалов;
• уменьшение использования одноразовой продукции и упаковок;
• переход к многоразовым альтернативам;
• поддержка эко-производителей.

Команда интернет-магазина BPT-UA предлагает свою альтернативу и вклад в сохранение чистоты природы. Эко-товары для дома, быта и ухода за собой помогают уменьшить загрязнение уже сегодня, а не ждать, когда инициативы ученых сделают это за нас.