La sociedad ha estado luchando durante mucho tiempo con la contaminación plástica derivada del petróleo, y la conciencia de los efectos nocivos sobre los microplásticos y el suministro de agua aumenta aún más la presión.
En respuesta, los investigadores están desarrollando una versión biodada de plásticos tradicionales, o “bioplásticos”. Sin embargo, el bioplástico existente también enfrenta desafíos: las versiones actuales no son tan fuertes como el plástico basado en petroquímico y solo disminuyen a través de un sistema de compost de alta temperatura.
Ingrese a los investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis, que han resuelto ambos problemas con hojas educadas. Mucho antes de los plásticos, los humanos envuelven sus alimentos en las hojas, que fueron fáciles de cuerpo debido a la infraestructura de células ricas en celulosa. Los ingenieros químicos de Wasu decidieron introducir nanofibras de celulosa a través del diseño de bio -plástico.
“Hemos desarrollado esta estructura múltiple donde la celulosa está en el medio y los bioplásticos están en dos lados”, dijo Joshua Yuan, profesor de ingeniería ambiental y química, en la Maccly School of Engineering. Yuan también es el director de financiar el uso de carbono de la Fundación Nacional de Ciencias para el Centro de Manufactura Bio para el Centro de Investigación de Ingeniería. Agregó: “De esta manera, desarrollamos un material que es muy fuerte y que ofrece multi -facetos”.
Esta tecnología ha surgido de trabajar con la mayoría de la producción de bio -plástico hoy en día. En una investigación publicada en Química verde A principios de este año, el Yuan y sus colegas utilizaron las variaciones de su estructura de fibra de nano de celulosa afectada por la hoja para mejorar la resistencia y la biodagidad del plástico de poli hidroxibatit (PHB) derivado de un almidón. Mejoraron aún más sus técnicas para el ácido político (PLA), como se describe en un nuevo artículo recién publicado por Comunicación de la naturaleza.
El mercado de envases de plástico es una industria de $ 23.5 mil millones, que domina polietlin y polipolina, polímeros de petróleo que se dividen en microplásticos nocivos. El bioplástico personalizado de los investigadores, llamado Capas, la película ambiental, avanzada y multifunpose (LEAF), convirtió el PLA en un material de embalaje que se puede bioded a temperatura ambiente. Además, la estructura permite que otras características importantes, como la baja permeabilidad al aire o el agua, ayuden a mantener los alimentos estables y una superficie imprimible. Esto mejora la capacidad de los bioplásticos, ya que evita que los fabricantes impriman etiquetas separadas para el embalaje.
“En la parte superior de todos, la estructura de celulosa básica de la hoja le da más estrés que los plásticos petroquímicos, como la politina y la polipropolína”, dijo Panit Dhat, el primer autor de un estudiante de doctorado y artículo en el laboratorio de Yuan.
La innovación estuvo involucrada en la adición de la estructura celulóxica que fue copiada por los ingenieros de WASU, las fibras de celulosa estaban integradas dentro del bio -plástico.
“Este diseño de biometización único nos permite eliminar los límites del uso bio -plástico y permitir que esta barrera técnica controle y permita el uso de bio -plástico más amplio”, dijo el yuan.
La economía circular está lista
Estados Unidos está posicionado individualmente para dominar el mercado bioplástico y establecer una “economía circular” en la que se reutilizan los productos de desecho, alimentados en el sistema en lugar de la izquierda a la contaminación del aire y el agua o sentados en todo el suelo.
El Yuan espera que la tecnología pueda medir pronto y buscar socios comerciales y caritativos para ayudar a traer estos mejores procesos a la industria. Los competidores de los institutos de investigación asiáticos y europeos también están trabajando para desarrollar una tecnología similar. Pero las industrias estadounidenses se están beneficiando del sistema agrícola más amplio del país, y Wasu está cerca de la industria agrícola del país.
“Estados Unidos es particularmente fuerte en la agricultura”, dijo el yuan. “Podemos proporcionar stock de alimentación para la producción bio -plástica en comparación con otras partes del mundo”.
Refiriéndose a yuanes “alimentados”, son productos químicos como ácido láctico, acetato o ácidos grasos como OLAT, productos de maíz o gérmenes que actúan como fábricas bioplásticas.
Sudamonas PotadaPor ejemplo, un estrés microbiano que se usa ampliamente en la industria de la fermentación, que incluye varias hidroxilcinoxitis de poli poli (PHA), incluido PHB.
Los investigadores de la ingeniería de MacCly han desarrollado formas de reemplazar varios desechos, incluido el dióxido de carbono, la dedicación y el desperdicio de alimentos, como el bio -plástico, utilizando estrés Potada. Con un mejor diseño bioplástico, la investigación de Yuan se recluta más en este bucle, que es una versión de PHB y PLA que puede desarrollarse de manera muy eficiente y de forma segura en el entorno.
“Estados Unidos tiene un problema de residuos, y la reutilización circular puede hacer un largo viaje para convertir este desperdicio en material útil”, dijo Yuan. “Si podemos aumentar nuestra cadena de suministro bioplástica, creará empleos y nuevos mercados”, dijo.
Admite “capas biométicas, película multifuncional para envases ambientales, avanzados y sostenibles” NSF EEEC 2330245, NSF MCB 2229160 y el Departamento de Energía de los Estados Unidos (Oficina de Tecnologías de Lesiones Biografía).
El estudio “NSF MCB 2229160, para mejorar el poder, el declive y la funcionalidad para el diseño integrado de los bioplásticos de renombre multilateral (MREB)” NSF MCB 2229160, y el Departamento de Energía de los Estados Unidos (Oficina de Tecnología Bio -Anju) se proyecta a través de EE 0007104, EE 0007104, y otros.
