Sve je više dokaza da mikroplastika ne šteti samo okolišu, nego i ljudskom zdravlju. Istraživanja je povezuju s upalnim procesima, hormonalnim poremećajima, a novije studije upućuju i na moguću povezanost s neurodegenerativnim bolestima poput Alzheimerove i Parkinsonove bolesti. U tom kontekstu, vijest iz Japana donosi rijetko ohrabrenje.

Naime, tamošnji tim znanstvenika razvio je novu vrstu plastike na bazi celuloze koja je istodobno čvrsta, fleksibilna i brzo razgradiva u prirodnom okolišu. Ako se uroni u slanu vodu, materijal se raspada za svega nekoliko sati – i pritom ne ostavlja mikroplastične čestice, prenosi N1.

Plastika koja nestaje u morskoj vodi

Istraživanje je vodio Takuzo Aida iz japanskog istraživačkog centra RIKEN za nove materijale, a rezultati su objavljeni u uglednom znanstvenom časopisu Journal of the American Chemical Society.

Celuloza je najrasprostranjeniji organski spoj na Zemlji, a plastika na bazi celuloze nije nova ideja. Međutim, dosadašnji 'biorazgradivi' materijali u morskom se okolišu često razgrađuju vrlo sporo i pritom ostavljaju mikroplastiku; upravo ono što se želi izbjeći.

Nova japanska plastika razlikuje se po tome što spaja tri ključna svojstva: mehaničku čvrstoću, fleksibilnost i brzo, potpuno razlaganje u slanoj vodi.

Kako su znanstvenici došli do rješenja

Aida i njegov tim već su prošle godine razvili plastiku koja se u slanoj vodi razgrađuje u roku od nekoliko sati. Temeljila se na dvama polimerima povezanim reverzibilnim interakcijama poznatima kao “solni mostovi”. U kontaktu s morskom vodom, te se veze prekidaju i materijal se raspada.

No taj prvi prototip još nije bio dovoljno praktičan za širu primjenu.

Nova verzija plastike zadržala je isti koncept, ali s ključnom izmjenom: jedan od polimera sada je karboksimetilceluloza, biorazgradivi derivat drvene pulpe koji je već u širokoj uporabi i koji je Američka agencija za hranu i lijekove (FDA) odobrila kao siguran.

Drugi polimer čine pozitivno nabijeni guanidinijevi ioni polietilenimina. Kada se ta dva sastojka pomiješaju u vodi na sobnoj temperaturi, negativno i pozitivno nabijene molekule privlače se poput magneta i stvaraju umreženu strukturu koja plastici daje čvrstoću.

U slanoj vodi, solni mostovi se razgrađuju točno onako kako je zamišljeno. Kako bi se spriječilo slučajno raspadanje tijekom uporabe, materijal se može zaštititi tankim površinskim premazom, ističu istraživači.

Od krhkog materijala do fleksibilne plastike

No ni to nije bilo dovoljno. Prve verzije novog materijala bile su vrlo čvrste, ali previše krhke, gotovo poput stakla. Rješenje je pronađeno u dodavanju plastifikatora, male molekule koja materijalu daje elastičnost. Nakon brojnih testova, tim je otkrio da je kolin-klorid, organska sol koja se također koristi kao FDA-odobreni aditiv za hranu, iznimno učinkovit.

Dodavanjem različitih količina kolin-klorida, znanstvenici su mogli precizno prilagoditi svojstva plastike: može biti tvrda poput stakla, ili elastična do te mjere da se rasteže do 130 posto svoje izvorne duljine.

Materijal se može oblikovati u vrlo tanak, ali čvrst film debljine svega 0,07 milimetara, što ga čini pogodnim za plastične vrećice, omote i ambalažne folije.

Materijal usporediv s plastikom na bazi nafte

Nova supramolekularna plastika, nazvana CMCSP (carboxymethyl cellulose supramolecular plastic), po čvrstoći je usporediva s konvencionalnom plastikom proizvedenom iz fosilnih goriva, a njezina se mehanička svojstva mogu prilagođavati potrebama.

Dodatna prednost je što je izrađena od jeftinih, lako dostupnih i biorazgradivih sastojaka, što otvara realnu mogućnost brze industrijske proizvodnje ako se pojavi komercijalni interes.

'Priroda svake godine proizvede oko bilijun tona celuloze', ističe Aida. 'Iz ove prirodne tvari, koje imamo u izobilju, uspjeli smo stvoriti fleksibilan, ali izdržljiv plastični materijal koji se sigurno razgrađuje u oceanima. Ova tehnologija mogla bi značajno pomoći u zaštiti planeta od plastičnog zagađenja.'