Inovasi Plastik yang Dapat Terurai dengan Beberapa Minggu

-

Berita Baru, Amerika Serikat – Plastik yang dapat di daur ulang pertama yang terurai hanya dalam beberapa minggu ketika terkena panas dan air telah dikembangkan oleh para ilmuwan.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Kebanyakan yang disebut plastik kompos saat ini terbuat dari poliester yang disebut asam polilaktat, atau PLA, dan tidak benar-benar rusak selama proses pengomposan biasa.

Akibatnya, mereka sering dibuang ke tempat pembuangan sampah di mana mereka bertahan seperti plastik tradisional, selamanya.

Para peneliti dari AS, telah menyematkan enzim pemakan poliester, dilindungi oleh pembungkus polimer khusus, ke dalam plastik poliester saat dibuat.

Saat terkena panas dan air, enzim dilepaskan oleh pembungkusnya dan bekerja untuk memecah plastik menjadi bagian-bagian penyusunnya.

Dalam kasus PLA, plastik direduksi oleh enzim proteinase K menjadi asam laktat yang dapat digunakan untuk memberi makan mikroba tanah yang ditemukan dalam kompos.

Tim menjelaskan, pembungkus enzim juga terdegradasi di bawah sinar ultraviolet.

Selain itu, plastik yang dilapisi enzim tidak menghasilkan polutan mikroplastik saat terurai dengan 98 persen terdegradasi menjadi molekul kecil.

“Orang-orang sekarang siap untuk pindah ke polimer yang dapat didaur ulang untuk plastik sekali pakai,” kata penulis makalah dan ilmuwan material Ting Xu dari University of California Berkeley.

“Tapi jika ternyata itu menciptakan lebih banyak masalah daripada nilainya, maka kebijakan itu mungkin akan kembali,” tambahnya.

“Kami pada dasarnya mengatakan bahwa kami berada di jalur yang benar. Kami dapat memecahkan masalah berkelanjutan dari plastik sekali pakai yang tidak dapat terurai secara hayati.”

Masalah dengan plastik konvensional adalah bahwa plastik tersebut pada dasarnya dirancang untuk tidak rusak yang sangat bagus untuk penggunaan normal, tetapi nantinya tidak akan membantu lingkungan saat dibuang.

Faktanya, plastik paling tahan lama memiliki struktur molekul yang hampir seperti kristal, dengan serat polimer yang sangat rapat sehingga mikroba pemakan polimer dari luar tidak dapat masuk.

Pendekatan Profesor Xu dan rekannya mengatasi masalah ini dengan menambahkan mikroba ke plastik sebelum digunakan.

Kunci inovasi para peneliti adalah mengembangkan cara untuk menjaga enzim pemakan poliester agar tidak berantakan, yang biasanya dilakukan protein ketika dikeluarkan dari lingkungan asli mereka, seperti sel hidup.

Pembungkus yang mereka gunakan untuk melindungi enzim terbuat dari molekul yang disebut heteropolimer acak, yang dengan lembut menyatukan protein tanpa membatasi fleksibilitas alami mereka.

Molekul-molekul ini terdegradasi di bawah sinar ultraviolet dan hadir pada konsentrasi hanya 1 persen berat dalam plastik yang menurut para peneliti cukup rendah untuk tidak menimbulkan masalah.

Untuk membuat bahan plastik daur ulang, nanopartikel enzim yang dibungkus tertanam dalam miliaran mereka di manik-manik resin yang merupakan titik awal untuk semua pembuatan plastik, ini sama seperti pigmen yang digunakan untuk mewarnai plastik.

“Jika Anda memiliki enzim hanya di permukaan plastik, enzim itu akan tergores dengan sangat lambat, ” Profesor Xu menjelaskan.

“Anda ingin itu didistribusikan secara nano di mana-mana sehingga masing-masing dari mereka hanya perlu menggerogoti tetangga polimer mereka, dan kemudian seluruh materi hancur.”

To make the biodegradable material, the nanoparticles of wrapped enzymes are embedded in their billions in the resin beads that are the starting point for all plastic manufacturing — much in the same way pigments are used to colour plastic. 'If you have the enzyme only on the surface of the plastic (as depicted top), it would just etch down very slowly,' Professor Xu explained. 'You want it distributed nanoscopically everywhere (bottom) so that each of them just needs to eat away their polymer neighbours, and then the whole material disintegrates'
Untuk membuat bahan biodegradable, nanopartikel enzim yang dibungkus tertanam dalam miliaran mereka di manik-manik resin yang merupakan titik awal untuk semua pembuatan plastik – sama seperti pigmen yang digunakan untuk mewarnai plastik. “ Jika Anda memiliki enzim hanya di permukaan plastik (seperti yang digambarkan di atas), enzim itu akan terukir dengan sangat lambat, ” Profesor Xu menjelaskan. ‘Anda ingin itu didistribusikan secara nano di mana-mana (bawah) sehingga masing-masing dari mereka hanya perlu menggerogoti tetangga polimer mereka, dan kemudian seluruh material hancur’

Dalam studi mereka, tim menunjukkan bahwa enzim yang dibungkus heteropolimer acak tidak mengubah sifat dasar plastik yang masih bisa dilebur dan diekstrusi menjadi serat pada suhu sekitar 338 ° F (170 ° C).

Di bawah kondisi pengomposan industri bersuhu tinggi 122 ° F (50 ° C), PLA yang dimodifikasi ditemukan terdegradasi sepenuhnya dalam waktu enam hari.

Plastik lain yang dimodifikasi yang didasarkan pada polikaprolakton dengan penambahan enzim lipase dapat rusak lebih cepat, namun terdegradasi hanya dalam dua hari pada suhu 104 ° F (40 ° C).

Baik lipase dan proteinase K adalah enzim yang murah dan mudah diproduksi.

Para peneliti juga ingin memprogram heteropolimer acak sehingga penguraian plastik dapat dihentikan sebagian, yang akan memungkinkan plastik dilebur kembali untuk tujuan lain.

Menurut tim, poliester yang dimodifikasi tidak terdegradasi pada suhu rendah atau selama periode lembab singkat yang berarti dapat digunakan untuk membuat pakaian, misalnya, yang dapat bertahan dari keringat dan dicuci pada suhu sedang.

Demikian pula, direndam dalam air selama tiga bulan pada suhu kamar tidak menyebabkan plastik terurai tidak seperti di air hangat.

“Ternyata pengomposan saja tidak cukup orang ingin membuat kompos di rumah mereka tanpa membuat tangan mereka kotor, mereka ingin membuat kompos di air,” kata Profesor Xu.

“Jadi, itulah yang kami coba lihat. Kami menggunakan air keran hangat. Panaskan saja sampai suhu yang tepat, lalu masukkan, dan kita lihat dalam beberapa hari itu menghilang. “

“Adalah baik bagi milenial untuk memikirkan hal ini dan memulai percakapan yang akan mengubah cara kita berinteraksi dengan Bumi,” komentar Profesor Xu.

“Lihat semua barang terbuang yang kita buang: seperti pakaian, sepatu, elektronik seperti ponsel dan komputer. Kami mengambil barang-barang dari bumi dengan kecepatan yang lebih cepat daripada yang bisa kami kembalikan.”

“Jangan kembali ke Bumi untuk menambang bahan-bahan ini, tetapi milikilah apa pun yang Anda miliki, dan kemudian ubah menjadi sesuatu yang lain,” dia merekomendasikan.

Setelah studi awal mereka selesai, penulis makalah Aaron Hall yang sebelumnya adalah peneliti doktoral di Berkeley telah membentuk perusahaan lainnya untuk mengembangkan lebih lanjut plastik biodegradable ini.

Facebook Comments

TINGGALKAN KOMENTAR

Silakan masukkan komentar anda!
Silakan masukkan nama Anda di sini

TERBARU

Facebook Comments