Природные материалы, которые смогут заменить пластик

Сегодня учёные и экологи много говорят о том, что прошло время переходить от пластика к биоразлагаемым альтернативам. Кроме загрязнения планеты непосредственно пластиковыми отходами, негативным образом сказывается на окружающей среде и производство пластика. Ядовитые химикаты, содержащиеся в пластмассе, попадают в продукты питания, напитки, океанские и грунтовые воды. И всё же способы избавиться от опасного пластика есть.

Стоит только представить себе, что можно вырастить собственную доску для серфинга, урну или мебель. Грибы вторгаются в индустрию экодизайна — ими начинают заменять такие материалы, как пенополистирол, и использовать для производства защитной упаковки, изоляции, акустических систем, товаров для отдыха и развлечения и т. д.

К примеру, уже была создана грибная доска для серфинга. Просто если выращивать грибы по-разному, огромное количество материалов, таких как резина, кожа, пробка и пластик, может «прорастать», как растение, из семени. Это связано с тем, что грибы состоят из множества различных нитей, которые растут из ядра.

В какой-то момент эти волокна начинают разветвляться, создавая «сеть». Например, когда гриб растет на древесной целлюлозе, он разлагает древесину и одновременно склеивает целлюлозу вместе. В результате получается композит, который удерживается вместе естественным образом. Если мысль о том, что грибной стул будет расти дома в гостиной, звучит немного гротескно, стоит не бояться этого.

Мицелиальные продукты становятся инертными перед тем, как их продают. При нагревании до определенных температур микроорганизмы деактивируются, а их структура затвердевают. Конечным результатом является легкий, прочный, огнестойкий, водоотталкивающий и полностью компостируемый материал, который может разрушиться при утилизации в течение 180 дней.

Поддерживаемые четырьмя простыми ингредиентами – углекислым газом, солнечным светом, водой и неорганическими питательными веществами – водоросли очень разумны в своих диетических потребностях. В качестве биоремедиаторов водоросли обладают невероятной способностью потреблять загрязняющие воду вещества, очищая ее.

В процессе фотосинтеза водоросли также потребляют углекислый газ и производят свежий, чистый кислород. Производитель биопластика Solaplast утверждает, что килограмм водорослей, собранных для производства, потребляет приблизительно 4 килограмма углекислого газа. Процесс создания этого типа биопластика требует «размельчения» собранных водорослей в крошечные гранулы.

Затем компания может производить пластмассу на основе водорослей или смеси водорослей и нефти. Эти гранулы становятся ключевым компонентом в различных потребительских продуктах, таких как USB-накопители, игрушки, оправы для очков, брелки, дорожные знаки, упаковка для продуктов питания и лампы.

По словам исследователей, сегодня ученые ищут новый вид водорослей, который производит «правильную» разновидность углеводородов и сахаров. Если генная инженерия сможет вывести такие организмы, то это может ознаменовать новую эру потребительских товаров, полностью не содержащих ископаемых видов топлива.

Мало кто подозревает, что крахмалистый остаток, оставшийся при производстве картофельных чипсов и картофеля-фри, может быть экологически чистым ингредиентом для производства биопластичных сумок. Компания BioLogiQ успешно сочетает картофельные крахмалы с полиуретаном для производства пластиковых пакетов, которые намного прочнее и тоньше, чем обычные пакеты из полиуретана. Пластик из картофеля требует меньше полиуретана, чем традиционные пакеты, и уменьшает использование материалов на основе нефти.

Это даже трудно представить, что можно съесть свои столовые приборы вместе с завтраком. Производитель экологически чистой посуды Bakeys Edible Cutlery разработал идеальное сочетание простых зерновых культур (и щепотки соли), чтобы создать питательную альтернативу пластиковым одноразовым материалам, из которых делают вилки и ложки. Учитывая, что в подобной съедобной посуде нет жира или эмульгаторов, срок ее хранения составляет в среднем три года (конечно, если ее раньше не съедят).

Основным ингредиентом столовых приборов Bakeys является продукт, который требует мало энергии для выращивания — сорго. Представитель Bakeys сказал: «Используя то же количество энергии, которое необходимо для производства одной пластмассовой ложки, мы можем произвести 100 ложек на основе сорго». Кроме того, повышенный спрос на сорго может побудить фермеров сосредоточить свою энергию на выращивании этого продукта, который требует в 60 раз меньше воды, чем рис.

Новый метод производства экопластика был придуман на банановых плантациях Канарских островов и Уганды. Обычно собирают только плоды бананов, а остальная часть растения идет в отходы. По оценкам, 25 000 тонн этого натурального волокна просто выбрасывается в ущелья по всем Канарским островам.

Естественные волокна бананового дерева невероятно долговечны и полезны в производстве центробежно-формованных пластмасс – техники, используемой для изготовления повседневных предметов, таких как емкости для воды, мусорные контейнеры, дорожные конусы и даже лодки. После обработки волокна банановых растений могут быть включены в пластмассу для ее укрепления и уменьшения количества полиуретана.

Изобретатели из Leaf Republic придумали метод, который превращает опавшие листья в посуду. При этом не используется никаких химических веществ, пластика и не страдает ни одно дерево. Фактически, эта замена пластику являются возобновляемой и биоразлагаемой. Листья местных разновидностей «диких лиан» собирают жители в Азии и Южной Америке. Затем три слоя листьев сшивают вместе с пальмовыми волокнами.

Полимолочная кислота (PLA) является заменителем пластика в материале, который изготавливается из ферментированного кукурузного крахмала. Данный биопластик уже попал на рынок, хотя это вызвало некоторые проблемы. Наверняка, некоторые люди задавались вопросом, что делать с упаковкой от продуктов, на которой есть этикетка PLA.

Поскольку такие упаковки выглядят почти идентичными обычным пластиковым контейнерам, их часто выбрасывают вместе с обычным мусором, а не в контейнеры для компоста. Это замедляет весь процесс управления отходами. Несмотря на то, что ожидается, что продукция из PLA должна биодеградировать, этот процесс замедляется при типичных условиях захоронения отходов.

Например, бутылка из PLA разлагает от 100 до 1000 лет при обычной, а не специальной утилизации. Кроме того, PLA обычно изготавливается из генетически модифицированной кукурузы – процесса, в котором экологические и социальные последствия неизвестны и потенциально опасны.

Однако, несмотря на то, что для надлежащего использования продуктов PLA требуется немало усилий, их сторонники отмечают эффективность такого материала, как возобновляемого и поглощающего углерод. Кроме того, при сжигании PLA не выделяет токсичные пары, характерные для традиционных продуктов на основе нефти.

Маниока обильно растет в Юго-Восточной Азии, и не стоит недооценивать это дешевое пищевое клубнеплодное тропическое растение. Рецепт, объединяющий растительное масло, органические смолы и крахмал из маниоки, может обеспечить 100% биоразлагаемую и компостируемую альтернативу пластику.

Пластмасса на основе маниоки может мгновенно разрушаться в горячей воде, а также требуется всего несколько месяцев для ее разложения на суше или в море (при этом не остается никаких токсичных остатков).

Команда, производящая пластиковые пакеты из маниоки, Avani Eco, утверждает, что этот биопласт настолько безвреден для морских животных, что человек может выпить его после растворения его в горячей воде.

Avani Eco сегодня производит каждый день четыре тонны материала на основе маниоки, который используется для различных продуктов, включая полиэтиленовые пакеты и упаковку для пищевых продуктов.

Может ли изобилие ракообразных в Египте быть ответом на поиск экологически чистого пластика. Естественный полимер, получаемый из твердых панцирей креветок, называется хитозаном. Эта форма хитина является вторым наиболее распространенным материалом на Земле.

Самый доступный хитин можно «добыть» из отброшенных оболочек креветок, хотя этот длинноцепочечный полисахарид можно встретить и у других ракообразных, клеточных стенках грибков, оболочках насекомых и крыльях бабочек.

Фактически, из всего 1 килограмма хитиновых панцирей можно сделать 15 биоразлагаемых пакетов. Чтобы сделать биопласт, собранные панцири креветок кипятят в кислоте для удаления карбоната кальция. Затем применяется щелочное вещество для получения длинной молекулярной цепи, из которой состоит биополимер.

Высушенный хитозан растворяют и превращают в полимерную пластиковую пленку с использованием обычных технологий обработки. Полученный полимер является биодеградируемым, обладает антибактериальными свойствами и делается он из материалов, которые в противном случае просто бесполезно разлагаются.

Что делает коноплю идеальным биопластическим материалом. Композит из натурального волокна, собранный из стеблей Cannabis sativa L. (ака пенька), является доступным, биоразлагаемым, пригодным для повторного использования и нетоксичным материалом.

Области применения – от веревок до автомобильных деталей, пенополистирола и даже устойчивых строительных материалов. Процесс роста конопли от семян до готового к сбору урожая занимает всего три-четыре месяца, причем растет и адаптируется конопля ко всем континентам, кроме Антарктиды.

Поскольку растения конопли поглощают огромное количество углекислого газа, они быстро растут, опережая конкурирующие растения. Для выращивания конопли также требуется небольшое количество пестицидов, удобрений и воды.

Такие компании, как Kanesis и Zeoform, используют конопляную целлюлозу в качестве сырья для трехмерных принтеров и производят почти неограниченный ассортимент продукции.