Nowe produkty przemysłowe naśladują przyrodę
Wytwarzanie produktów przemysłowych wiąże się tradycyjnie ze stosowaniem toksycznych, kosztownych i energochłonnych procesów chemicznych. W poszukiwaniu odmiennych metod badacze odkryli biologiczną alternatywę dla kleju: wodoodporne spoiwa wytwarzane przez mięczaki w celu przytwierdzania się do podwodnych powierzchni. Wykorzystując podobne podejście, badacze z finansowanego przez UE projektu BIO-MIMETIC (New bio-inspired processes and products from renewable feedstocks) postanowili naśladować naturalne wytwarzanie innych złożonych produktów. Naukowcy starali się zamienić ligninę, odnawialny odpad rolny, w produkty do użytku domowego o wysokiej jakości, używając do tego naturalnych enzymów zamiast szkodliwych chemikaliów. Polimer, w języku starogreckim oznaczający "wieloczęściowy", to złożona, podobna do łańcucha cząsteczka składająca się z wielokrotnie powtarzających się podjednostek, nadających jej określone właściwości strukturalne, takie jak wytrzymałość czy elastyczność. W celu sprawdzenia możliwości wykorzystania ligniny do rozwoju polimerów, naukowcy w pierwszej kolejności próbowali ją pozyskać z różnych źródeł naturalnych. Następnie wykorzystano enzymy do zmodyfikowania cząsteczki. Naukowcy wykorzystali te zmodyfikowane związki do formowania różnych cząsteczek o nowatorskich właściwościach chemicznych. Konsorcjum starało się też stworzyć polimery do wykorzystania w produktach komercyjnych, np. detergentach i żelach spoinowych, które można by wykorzystać w kosmetykach i bio-tekstyliach. Ponownie zastosowano podejście naśladujące sposób, w jaki organizmy morskie budują i wydzielają spoinowe biopolimery. Ponadto konsorcjum przygotowało analizę cyklu życia (LCA), aby ocenić zrównoważoność środowiskową zarówno nowych biopolimerów, jak i produktów konsumenckich. W ramach projektu BIO-MIMETIC powstały różne zrównoważone, naturalne produkty gospodarstwa domowego oraz kremy i maseczki przeciwdziałające starzeniu się/przeciwzapalne, niezawierające substancji petrochemicznych. Nowe produkty na bazie biomasy, mające zastąpić produkty oparte na paliwach kopalnych pomogą w ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych. Wykorzystanie reakcji enzymatycznych zamiast obecnie stosowanych rozpuszczalników organicznych pomoże produkcji przemysłowej stawić czoło wyzwaniom związanym ze zmianą klimatu.
Słowa kluczowe
Odpady rolne, biomasa, kleje wodoodporne, mięczaki, BIO-MIMETIC, lignina, biopolimery, analiza cyklu życia