Mikroplastika je danes prisotna praktično povsod: od najvišjih gorskih vrhov do najglobljih delov oceanov, v tleh, zraku, rastlinah, živalih in celo v človeškem telesu. Njeni škodljivi vplivi na okolje in zdravje so vse bolj raziskani, nedavne študije pa jo povezujejo tudi z razvojem nevrodegenerativnih bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen.
Zato je dosežek raziskovalne skupine pod vodstvom Takuzoja Aide z japonskega raziskovalnega centra RIKEN še posebej pomemben. V študiji, objavljeni v reviji Journal of the American Chemical Society, so predstavili novo supramolekularno plastiko, izdelano iz rastlinske celuloze, ki se v morskih okoljih razgradi hitro in brez nastajanja mikroplastike.
Čeprav biorazgradljive plastike in materiali na osnovi celuloze niso novost, večina tistih, ki jih danes oglašujejo kot okolju prijazne, v morju razpada zelo počasi in pri tem pušča mikroplastične delce. Nova japonska plastika to pomanjkljivost odpravlja, hkrati pa ohranja mehansko trdnost in prožnost, primerljivo s klasičnimi plastikami na osnovi nafte.
Raziskovalci so kot osnovni material uporabili karboksimetilcelulozo, biorazgradljiv derivat lesne mase, ki je že komercialno dostopen in ga je ameriška agencija za hrano in zdravila (FDA) odobrila kot varnega. Kot drugi polimer so po številnih poskusih izbrali reagent iz pozitivno nabitih ionov polietilen-imina gvanidinija.
Ko so oba polimera zmešali v vodi pri sobni temperaturi, so se zaradi elektrostatičnih privlakov povezali v trdno, zamreženo strukturo. Tako imenovani »solni mostovi«, ki material držijo skupaj, pa se v stiku s slano vodo razgradijo, kar omogoča hitro razpadanje plastike. Da bi preprečili nenamerno razgradnjo med uporabo, je material mogoče zaščititi s tankim površinskim premazom.
Sprva je bila nova plastika sicer preveč krhka, zato so raziskovalci dodali plastifikator – organsko sol holin klorid, prav tako odobreno s strani FDA. Z uravnavanjem njegove količine so lahko natančno prilagodili mehanske lastnosti materiala: od zelo trdega, steklu podobnega, do izjemno elastičnega, ki se lahko raztegne do 130 odstotkov svoje prvotne dolžine.
Iz materiala je mogoče izdelati tudi zelo tanke, a trpežne filme, debele le 0,07 milimetra, kar odpira možnosti za uporabo pri plastičnih vrečkah, embalaži in zaščitnih folijah. Nova plastika, poimenovana CMCSP (carboxymethyl cellulose supramolecular plastic), je po trdnosti primerljiva z običajnimi plastikami, njene lastnosti pa je mogoče prilagajati glede na namen uporabe.
Ker je izdelana iz cenovno ugodnih in lahko dostopnih biorazgradljivih sestavin, bi lahko ob zadostnem komercialnem interesu hitro prešla v industrijsko proizvodnjo.
»Narava vsako leto proizvede približno bilijon ton celuloze. Iz tega obilnega naravnega vira smo ustvarili prožen, a hkrati trpežen material, ki se varno razgradi v morju,« poudarja Aida. »Ta tehnologija ima velik potencial za zmanjšanje onesnaževanja s plastiko in zaščito našega planeta.«
