Bağışıklık kazanan biyoplastikler arka bahçenizde toprakla dost bir şekilde yok edilebilir!
Plastikler, günlük hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline geldi. Bu malzemeler ucuz ve son derece dayanıklıdır. Ancak, kullanımdan sonra ortaya çıkan plastik atıklar, yıllar boyunca çevrede kalabilen ciddi çevresel ve sağlık sorunlarına yol açar. Zamanla, plastik atıklar mikroplastik adı verilen daha küçük parçalara bölünür ve çevreye zarar verir.
Bu sorunu çözmenin en iyi yolu, biyolojik olarak çözünebilen biyo bazlı plastiklerin kullanılmasıdır. Ancak, çoğu biyoplastik arka bahçe kompostlama koşullarında doğal olarak çözünmeyecek şekilde tasarlanmıştır. Bu plastikler, ticari kompostlama tesislerinde işlenmeleri için özel koşullara ihtiyaç duyarlar ve bu tesisler her bölgede bulunmayabilir.
Neyse ki, Washington Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip, arka bahçenizdeki kompost kutusunda tamamen çözünebilen yeni bir biyoplastik geliştirdi. Bu biyoplastikler, mavi-yeşil siyanobakteri hücrelerinin toz haline getirilmiş hali olan spirulina kullanılarak üretilir. Araştırmacılar, spirulina tozunu, geleneksel plastiklerin üretiminde kullanılan aynı yöntemi kullanarak çeşitli şekillerde oluşturmak için ısı ve basınç kullandı. Washington Üniversitesi ekibinin geliştirdiği biyoplastikler, tek kullanımlık, petrol bazlı plastiklerle karşılaştırılabilir mekanik özelliklere sahiptir.
UW malzeme bilimi ve mühendisliği yardımcı doçenti olan ve çalışmanın kıdemli yazarı olan Eleftheria Roumeli, “Biyolojik olarak türetilebilen, aynı zamanda biyolojik olarak çözünebilen, işlenebilen ve geri dönüştürülebilen biyoplastikler yaratma amacıyla ilham aldık” dedi.
Roumeli, “Sadece spirulina kullanarak geliştirdiğimiz biyoplastikler, organik atıklara benzer bir şekilde doğal olarak çözünebilme özelliği taşıyor. Ayrıca, daha önce bildirilen spirulina biyoplastiklerinden yaklaşık 10 kat daha güçlü ve sert. Bu özellikler, tek kullanımlık gıda ambalajlarından şişelere ve tepsilere kadar birçok endüstride spirulina bazlı plastiklerin pratik uygulamaları için yeni olanaklar sunuyor” diye ekledi.
Spirulina: Biyoplastik Üretimi İçin İdeal Bir Hammadde
Araştırmacılar, spirulinaları biyoplastik üretimi için kullanmayı tercih etme nedenlerini birkaç açıdan değerlendirdi. İlk olarak, spirulina büyük ölçeklerde yetiştirilebilir çünkü zaten çeşitli gıda ve kozmetik ürünlerinde kullanılmaktadır. Ayrıca, spirulina hücreleri büyüdükçe karbondioksit salgılar, bu da bu biyokütleyi plastik üretiminde kullanılan bir hammadde haline getirir ve potansiyel olarak karbon nötr veya karbon negatif bir malzeme haline gelmesini sağlar.
UW malzeme bilimi ve mühendisliği doktora öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı Hareesh Iyer, “Spirulina aynı zamanda benzersiz bir yangına dayanıklı özelliklere sahiptir” dedi.
Iyer, “Diğer birçok geleneksel plastiğin aksine, spirulina bazlı plastikler ateşle temas ettiğinde anında kendi kendine söner veya erimez. Bu yangına dayanıklı özellik, spirulina bazlı plastiklerin, geleneksel plastiklerin uygun olmadığı yanıcı uygulamalar için avantajlı olmasını sağlar. Örneğin, veri merkezlerinde kullanılan plastik raflar için idealdir, çünkü sunucuların aşırı ısınmasını önlemek amacıyla kullanılan sistemlerin yangın riski taşıması muhtemeldir” diye açıkladı.
Plastik ürünlerin üretimi genellikle plastik malzemenin istenen şekle getirilmesi için ısı ve basınç kullanarak gerçekleştirilen bir işlemi içerir. UW ekibi, biyoplastiklerinin üretiminde de benzer bir yaklaşım benimsedi.
Roumeli, “Bu, malzemelerimizi endüstriyel ölçeklerde kullanmak istiyorsak üretim hatlarını sıfırdan yeniden tasarlamamız gerekmeyeceği anlamına geliyor” dedi. “Laboratuvar ortamında başarılı olan bir yöntemi kullanarak, endüstriyel ölçekte üretim yapabiliriz. Örneğin, deniz yosunu gibi biyokütleden elde edilen birçok biyoplastik, döküm öncesi performans iyileştiricilerle karıştırılan çözeltilerden yapılır. Bu yöntem ölçeklenebilir değildir, ancak bizim kullanımımızdaki spirulina biyoplastikleri için böyle bir gereklilik yoktur.”
Güçlü ve Dayanıklı Biyoplastikler: Spirulina Temelli Yeni Keşif
Daha önce de başka araştırmacılar spirulina kullanarak biyoplastikler geliştirmiş olsa da, UW araştırmacılarının ürettiği biyoplastikler çok daha güçlü ve dayanıklıdır. UW ekibi, üretim sürecinde ekstruderde veya sıcak presleme gibi işleme koşullarını değiştirerek ve elde edilen malzemelerin yapısal özelliklerini, mukavemeti, sertliği ve esnekliği gibi faktörleri inceleyerek bu biyoplastiklerin mikro yapısını ve bağlantılarını optimize etmiştir.
Ancak, bu yeni biyoplastikler hala endüstriyel ölçekte kullanıma hazır değillerdir. Örneğin, malzemeler güçlü olsa da oldukça kırılgandır. Ayrıca, suya karşı hassastırlar.Iyer, “Bu malzemelerin yağmur altında kullanılmasını pek tavsiye etmeyiz” dedi.
Ekip, bu sorunları ele almaya devam ediyor ve bu malzemelerin davranışını belirleyen temel ilkeleri araştırmaya devam ediyor. Araştırmacılar, farklı durumlar için tasarım yapabilmek için çeşitli biyoplastikler oluşturmayı umuyorlar. Bu, mevcut petrol bazlı plastiklerin çeşitliliğine benzer bir seçenek yaratmayı hedeflemektedir.
Yeni geliştirilen bu malzemeler ayrıca geri dönüştürülebilir özelliklere de sahiptir
Roumeli, “Biyolojik çözünme, tercih ettiğimiz son seçenek değildir” dedi. “Spirulina biyoplastiklerimiz, mekanik geri dönüşüm yoluyla kolayca yeniden kullanılabilir. Ancak insanlar genellikle plastikleri geri dönüştürmezler, bu nedenle spirulina biyoplastiklerinin hızla çevreye zarar vermeden çözünmesi ek bir avantaj sağlar.”
Sonuç olarak, Washington Üniversitesi’ndeki araştırmacılar arka bahçelerde çözünebilen biyoplastikler geliştirmek için spirulina hücrelerinden yararlanmışlardır. Bu yeni malzemeler, geleneksel plastiklerin yerine geçebilecek mükemmel özelliklere sahiptir. Ancak, bu biyoplastiklerin endüstriyel ölçekte kullanıma hazır hale getirilmesi için daha fazla çalışma gerekmektedir. Araştırmacılar, bu alanda daha fazla ilerleme kaydederek farklı sektörlerde kullanılabilecek biyoplastiklerin tasarımına odaklanmaktadırlar. Bu çalışma, plastik atıklarının azaltılması ve daha sürdürülebilir bir gelecek için umut verici bir adım olarak karşımıza çıkıyor.
Kaynak: https://phys.org/news/2023-07-biodegradable-plastics-compostable-backyard.html
