Naukowcy z Politechniki Krakowskiej i Czeskiej Akademii Nauk prowadzą badania nad nową generacją tworzyw sztucznych, które będą łatwiejsze w recyklingu. Plastik ma zachować wszystkie swoje właściwości, ale być bardziej ekologiczny i łatwiejszy do przetworzenia.
Reklama
Naukowcy przekonują, że połączenie trwałości, funkcjonalności z ekologią w tworzywach sztucznych jest możliwe. Dlatego, w ramach międzynarodowego projektu, pracują nad nowym życiem plastiku - nową generacją polimerów, witrimerami, które są łatwe w recyklingu dzięki dynamicznej strukturze molekularnej, zachowują doskonałe właściwości mechaniczne, chemiczne i termiczne a także mogą być produkowane z odnawialnych surowców biologicznych, takich jak kwas itakonowy czy izosorbid.
Badacze przyznają, że ogromna popularność tworzyw sztucznych, używanych do produkcji w wielu branżach, od opakowań po części samochodowe, od materiałów budowlanych po sprzęt medyczny, ma też ciemne strony - stale rosnącą ilość odpadów i poważne trudności w ich efektywnym recyklingu. Plastik zalega na wysypiskach śmieci, zanieczyszcza lasy i rzeki, w oceanach tworzy wyspy odpadów, wnika do organizmów żywych – ludzi, zwierząt – w postaci toksycznych mikrocząstek.
Prof. Politechniki Krakowskiej, dr hab. inż. Szczepan Bednarz z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej, kierujący pracami ze strony polskiego zespołu przekonuje, że witrimery to polimery, które mogą być recyklingowane w stanie stopionym, zachowując, po ochłodzeniu, swoje doskonałe właściwości mechaniczne, chemiczne i termiczne.
“Można więc powiedzieć, że witrimery to materiały organiczne, które zachowują się podobnie jak szkło. Nasz projekt dotyczy ich otrzymywania i badania ich właściwości. Zwrot ku witrimerom to koncepcja nie nowa, sięga roku 2011 i łączy się z nazwiskiem odkrywcy, francuskiego naukowca Ludwika Leiblera. Od tamtego czasu pomysł ten chemicy stosują dla różnych monomerów, katalizatorów, polimerów i na tym polega obecnie rozwój w tej dziedzinie. W naszym projekcie będziemy próbowali pójść krok dalej – chcemy pracować nad sposobem otrzymywania witrimerów z surowców odnawialnych, tj. substancji chemicznych pochodzenia biologicznego lub biotechnologicznego. Naturalny kwas itakonowy, izosorbid i terpeny zostaną przekształcone w monomery, które następnie będą wykorzystane do syntezy polimerów. Dzięki temu opracowane materiały będą nie tylko recyklingowalne, ale również bardziej przyjazne dla środowiska na etapie produkcji. Wyzwaniem naukowym jest zaprojektowanie i otrzymanie odpowiednich struktur oraz opracowanie sposobu efektywnego recyklingu tych materiałów” - wyjaśnia profesor w rozmowie, opublikowanej na stronie internetowej PK.
Reklama
Nad polimerami nowej generacji, witrimerami, pracuje międzynarodowy zespół naukowców z Instytutu Chemii Makromolekularnej Czeskiej Akademii Nauk oraz z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Koordynatorem całego projektu i działań naukowych ze strony partnera czeskiego jest dr inż. Hynek Beneš. Prace zespołu zaplanowane są na najbliższe dwa lata, w ramach sieci współpracy Science Europe. Liderzy projektu podkreślają, że polsko - czeska współpraca to nie tylko wyzwanie naukowe, ale również szansa na wprowadzenie nowych, bardziej zrównoważonych rozwiązań w takich dziedzinach jak motoryzacja, budownictwo czy biomedycyna. “Nasze działania to krok w stronę gospodarki o obiegu zamkniętym i przyszłości, w której materiały będą równie funkcjonalne, co przyjazne środowisku” - czytamy w mediach społecznościowych uczelni.
Nowe witrimery mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach – od motoryzacji, budownictwa i opakowań po biomedycynę. Poprzez wykorzystanie biopochodnych surowców do syntezy witrimerów nadających się do recyklingu, możliwe jest stworzenie nowych i innowacyjnych materiałów, które będą zarówno przyjazne dla środowiska, jak i ekonomicznie opłacalne w produkcji. Lider polskiego zespołu wyjaśnia, że to może się przyczyniać do rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym, a przez to, do zapewnienia lepszej przyszłości dla nas wszystkich.
“Wyobraźmy sobie np. samochodowe części konstrukcyjne, które po zakończeniu cyklu życia mogą zostać w pełni przetworzone na nowe elementy, lub ekologiczne opakowania, które nie będą zaśmiecać planety przez setki lat. Dzięki zastosowaniu surowców biopochodnych i możliwości recyklingu, powstające materiały mogą ograniczyć zużycie paliw kopalnych, zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych oraz zredukować ilość odpadów trafiających na wysypiska. Liczymy, że postęp naukowy w dziedzinie chemii kowalencyjnych sieci adaptacyjnych uzyskany w ramach naszego projektu doprowadzi do głębszego zrozumienia tych materiałów i ich właściwości”.
Współpraca Politechniki Krakowskiej z czeskim Instytutem Chemii Makromolekularnej, w ramach konkursu Weave-Unisono, to nie pierwsza polsko - czeska kooperacja, w której uczestniczy polski naukowiec. Wcześniejszym był zakończony już, dwustronny projekt w ramach konkursu CEUS-UNISONO, w 2021 r.
