Изготовление более экологически чистого пластика из рыбных отходов

пластик их отходов рыб
Изготовление более чистых и экологически чистых пластмасс из частей рыбных отходов.

Полиуретаны, один из видов пластика, есть почти везде – в обуви, одежде, холодильниках и строительных материалах. Но у этих универсальных материалов может быть серьезный недостаток. Полученные из сырой нефти, токсичные для синтеза и медленно распадающиеся, обычные полиуретаны не являются экологически чистыми. Сегодня исследователи обсуждают разработку того, что, по их мнению, должно быть более безопасной, биоразлагаемой альтернативой, полученной из рыбных отходов – голов, костей, кожи и кишок, – которые в противном случае, скорее всего, были бы выброшены.

Исследователи представят свои результаты сегодня на весеннем собрании Американского химического общества (ACS). ACS Spring 2021 пройдет онлайн с 5 по 30 апреля. Сессии в прямом эфире будут проводиться с 5 по 16 апреля, а контент по запросу и для общения продлится до 30 апреля. На встрече будет представлено около 9000 презентаций по широкому кругу научных тем.

«В случае успешной разработки полиуретан на основе рыбьего жира может помочь удовлетворить огромную потребность в более экологически чистых пластиках», – говорит Франческа Кертон, доктор философии, главный исследователь проекта. «Важно, чтобы мы начали разработку пластмасс с планом по окончанию срока службы, будь то химическая деградация, превращающая материал в углекислый газ и воду, или переработка и перепрофилирование».

Чтобы создать новый материал, команда Кертона начала с масла, полученного из останков атлантического лосося после того, как рыба была подготовлена ​​для продажи потребителям. «Мне интересно, как мы можем сделать что-то полезное, что-то, что могло бы даже изменить способ производства пластмасс, из мусора, который люди просто выбрасывают», – говорит Михейли Уилер, аспирант, представляющий работу на собрании. И Кертон, и Уиллер работают в Мемориальном университете Ньюфаундленда (Канада).

Обычный способ производства полиуретанов представляет ряд проблем, связанных с окружающей средой и безопасностью. Для этого требуется сырая нефть, невозобновляемый ресурс, и фосген, бесцветный и высокотоксичный газ. В результате синтеза образуются изоцианаты, сильнодействующие раздражители дыхательных путей, и конечный продукт с трудом разрушается в окружающей среде.

Ограниченное биоразложение, которое действительно происходит, может высвобождать канцерогенные соединения. Между тем растет спрос на более экологичные альтернативы. Ранее другие разработали новые полиуретаны с использованием масел растительного происхождения для замены нефти. Однако и у них есть недостаток: для выращивания масел, часто для соевых бобов, требуется земля, на которой в противном случае можно было бы выращивать пищу.

Остатки рыбы показались Кертону многообещающей альтернативой. Разведение лосося – одна из основных отраслей прибрежного Ньюфаундленда, где расположен ее университет. После обработки рыбы остатки рыбы часто выбрасывают, но иногда из них извлекают масло. Кертон и ее коллеги разработали процесс превращения этого рыбьего жира в полиуретановый полимер. Во-первых, они добавляют кислород к ненасыщенному маслу контролируемым образом с образованием эпоксидов, молекул, подобных молекулам эпоксидной смолы. После реакции этих эпоксидов с диоксидом углерода они связывают полученные молекулы вместе с азотсодержащими аминами с образованием нового материала.

Но пахнет ли пластик подозрительно? «Когда мы начинаем процесс с рыбьим жиром, появляется слабый запах рыбы, но по мере прохождения этапов этот запах исчезает», – говорит Кертон.

Кертон и ее команда описали этот метод в статье в августе прошлого года, и с тех пор Уиллер его настраивает. Недавно она добилась определенного успеха, заменив амин на аминокислоты, что упростило химический процесс. И хотя амин, который они использовали ранее, должен был быть получен из скорлупы орехов кешью, аминокислоты уже существуют в природе. Предварительные результаты Уиллера предполагают, что гистидин и аспарагин могут заменять амин, связывая вместе компоненты полимера.

В других экспериментах они начали изучать, насколько легко новый материал, вероятно, сломается по истечении срока его полезного использования. Уиллер замочила его кусочки в воде и, чтобы ускорить разложение некоторых кусочков, добавила липазу, фермент, способный расщеплять жиры, подобные тем, которые содержатся в рыбьем жире. Позже она увидела под микроскопом рост микробов на всех образцах, даже на тех, которые были в простой воде, что является обнадеживающим признаком того, что новый материал может легко разлагаться, говорит Уиллер.

Кертон и Уиллер планируют продолжить тестирование эффектов использования аминокислоты в синтезе и изучение того, насколько материал податлив для роста микробов, которые могут ускорить его разрушение. Они также намерены изучить его физические свойства, чтобы увидеть, как он потенциально может быть использован в реальных приложениях, таких как упаковка или волокна для одежды.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *