Nouveaux Matériaux: Une Étude Révèle Que Les Plastiques À Base D'Algues Qui Ne Produisent Pas De Microplastiques Ont Été Testés

Au cours des dernières années, il y a eu une prolifération de discussions et de recherches sur les microplastiques, de minuscules morceaux presque indestructibles qui tombent des produits en plastique de tous les jours.Une grande partie de la recherche s'est concentrée sur la conception de moyens de collecter et d'éliminer les microplastiques de l'environnement afin de prévenir les problèmes de santé qu'ils peuvent causer.

Dans une nouvelle étude, UC San Diego et la société de science des matériaux algenesisLes chercheurs ont abordé le problème sous un autre angle en développant un polymère à base de plantes qui, même broyé en microplastiques, peut être biodégradable en sept mois.

Michael burkart, professeur de chimie et de biochimie à l’université de Californie à San Diego, co - fondateur d’algenesis et l’un des auteurs de l’étude« Nous commençons tout juste à comprendre l’impact des microplastiques. Nous essayons de trouver des alternatives aux matériaux qui existent déjà et de nous assurer que ces alternatives sont biodégradables à la fin de leur vie plutôt que de s’accumuler dans l’environnement. Ce n’est pas facile. »

La biodégradation est le processus par lequel les micro - organismes décomposent les polymères en molécules plus simples.Elle exige que les polymères contiennent des liaisons chimiques auxquelles les enzymes de dégradation des plastiques produites par des micro - organismes peuvent entrer en contact et que ces micro - organismes puissent consommer les molécules libérées par la décomposition du polymère.Remarque: tous les plastiques sont des polymères, mais tous les polymères ne sont pas des plastiques.

Robert Pomeroy, professeur de chimie et de biochimie, cofondateur d’algenesis et auteur de l’étude« Lorsque nous avons créé ce polymère à base d’algues il y a environ six ans, notre intention initiale était d’espérer qu’il serait entièrement biodégradable », a déclaré Pomeroy. « Nous avons beaucoup de données indiquant que notre matériau disparaît du compost, mais c’est la première fois que nous le mesurons au niveau des particules. »

Il y a plusieurs années, Pomeroy, burcalter et Stephen Mayfield, professeur de biologie moléculaireMayfield) d'un projet de conversion d'algues en carburant a évolué pour explorer le développement de polyuréthanes biodégradables haute performance.Étant donné que le plastique provient du pétrole et que le pétrole provient d’algues, les chercheurs ont commencé à fabriquer du plastique directement à partir d’huile d’algue.Le polymère d'algues ainsi produit est appeléTPU - FC1, utilisé pour fabriquer la première paire de chaussures biodégradables au monde, Pomeroy a même écrit un livre sur ses matériaux à base d’algues.

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé une machine à bande Abrasive avec du papier abrasif n ° 80 pour générer un TPU - FC1 inclus.Microplastiques de divers matériaux à l'intérieur.Une machine à bande Abrasive différente est utilisée pour chaque matériau afin de prévenir la contamination croisée.Ils ont utilisé différentes méthodes pour détecter si les micro - organismes digèrent les microplastiques.

Tout d'abord, les microplastiques sont placés dans un compost contenant naturellement des micro - organismes dans les mêmes conditions que le compost domestique.Après 90 jours, les résultats de l'examen des échantillons de compost ont montré une réduction de 68% des microparticules TPU - FC1, tandis queLe nombre de microparticules Eva a peu changé.Après 200 jours, le nombre de particules microplastiques dans les échantillons de TPU - FC1 a diminué globalement de 97% par rapport au début (le nombre de particules Eva n'a pas changé).

Le comptage des particules de microplastiques à base de pétrole (EVA) et à base de plantes (TPU - FC1) montre peu de biodégradation de l'EVA au fil du temps, contre 200 pour le TPU.Le jour a largement disparu.Graphique / SC Santiago

Les chercheurs ont utilisé un ensemble identique de microplastiques et d'échantillons de compost pour suivre le dioxyde de carbone (CO2).Contenu, et mesuré à l'aide d'un respiratomètre.Lorsque les micro - organismes décomposent le compost, ils émettent du gaz carbonique.Des échantillons de cellulose pure servent de contrôles internes pour surveiller l '« évolution du dioxyde de carbone » de fond, une mesure de l'activité microbienne dans le compost.Cellulose dans75% de l'évolution du CO2 est atteinte en 45 jours, ce qui indique que le compost est suffisamment actif.Comme les résultats attendus pour les matériaux non biodégradables, les microparticules Eva sont à 200Aucun phénomène d'évolution du dioxyde de carbone n'a été observé dans les expériences de days.L’effet biodégradable des microplastiques TPU - FC1 est remarquable, avec une évolution du CO2 atteignant 76% sur une période de 200 jours.La respiratoire a donc confirméBiodégradabilité du TPU - FC1 et démonstration que l'un des résultats de la biodégradation est la conversion du carbone dans les microplastiques en dioxyde de carbone.

Étant donné que le plastique est insoluble dans l’eau, flotte à la surface de l’eau et peut facilement être retiré de l’eau, l’équipe a ensuite ajouté des microplastiques à l’eau pour les tester.Presque 100% Eva tous les 90 et 200 joursLes microplastiques sont tous recyclés, ce qui signifie qu'aucun d'entre eux n'est biodégradable.En comparaison, après 90 jours, seulement 32% des microparticules de TPU - FC1 ont été récupérées et après 200 jours, seulement 3% ont été récupérées.Les microparticules ont été récupérées, ce qui indique que 97% des microparticules ont été biodégradables.

L'analyse chimique du plastique d'algues a détecté des monomères utilisés pour fabriquer le plastique, ce qui indique que le polymère a été décomposé en matière végétale initiale.Une analyse plus approfondie a révélé que la bactérie était capable de mettre le TPU - FC1Utilisé comme source de carbone et confirmé qu'ils sont capables de le décomposer.

Un autre auteur de l'étude, Stephen Mayfield (Stephen« ce matériau est le premier plastique qui ne produit pas de microplastiques lors de son utilisation », a déclaré Mayfield. « il ne s’agit pas seulement d’une solution durable pour la fin du cycle de vie d’un produit et nos décharges surpeuplées. C’est en fait un plastique qui ne nous rend pas malades. »

Fabriquer du plastique biodégradable avec des équipements de fabrication traditionnels est difficile, mais algenesisLes entreprises progressent.La société s'est associée à Trelleborg pour les tissus enduits et rhinoshield pour les coques de protection pour téléphones portables.

« quand nous avons commencé ce travail, quelqu’un nous a dit que c’était impossible. Maintenant, nous voyons une réalité différente. Il y a encore beaucoup de travail à faire, mais nous voulons donner de l’espoir aux gens. C’est possible », a déclaré burkat.

L'étude a été publiée dans la revue Scientific reports.