Walka z zanieczyszczeniem oceanów mikrodrobinami plastiku dzięki badaniom nad polimerami przyjaznymi dla środowiska morskiego
Istnieje pilna potrzeba opracowania kompleksowego podejścia do ograniczania skutków zanieczyszczenia plastikiem. Finansowany przez UE projekt Glaukos(odnośnik otworzy się w nowym oknie) odpowiada na to wyzwanie poprzez waloryzację przemysłowych strumieni bocznych i opracowanie podejścia dotyczącego przemysłu tekstylnego opartego na zasadach obiegu zamkniętego. Zespół projektu Glaukos, którego nazwa nawiązuje do greckiego bóstwa – patrona rybaków i mórz, prowadził badania nad rozwojem alternatywnych polimerów wykorzystywanych w celu wytwarzania narzędzi połowowych i odzieży, aby zapobiegać zanieczyszczeniu oceanów i dróg wodnych oraz łagodzić ich skutki.
Od fermentacji biomasy do ekologicznych polimerów, tkanin i powłok
Zespół badaczy skupionych wokół projektu Glaukos zajął się przetwarzaniem przemysłowych strumieni bocznych zawierających cukry w składowe polimery przy pomocy procesu fermentacji. Proces ten został opracowany oraz rozwinięty dzięki doborowi szczepów drobnoustrojów i ich inżynierii. Otrzymane w ramach procesu składniki zostały następnie wykorzystane do wytwarzania biopolimerów nowej generacji, a także poddane dalszym testom pod kątem wykorzystania ich w tkaninach. Na bazie tych polimerów powstała przędza oraz powłoki do zastosowań w odzieży i sieciach rybackich odznaczających się niskim śladem węglowym i niewielką zawartością tworzyw sztucznych. Dzięki efektywnemu procesowi przędzenia wytworzono 9 kilogramów ekologicznej przędzy.
Biorecykling jako rozwiązanie problemu utylizacji produktów
Zespół projektu Glaukos zamierza zadbać o to, by nowy materiał był biodegradowalny bez uszczerbku dla jego parametrów technicznych i wytrzymałości. Problemem jest jednak niewystarczający stopień normalizacji i dostępności metod oceny biodegradowalności tworzyw sztucznych, zwłaszcza w środowisku morskim i w skali mikro. „Zespół projektu Glaukos opracował oceny i technologie dotyczące biodegradacji, degradacji mechanicznej i ekotoksyczności, obejmujące różne rodzaje wpływu tworzyw sztucznych na organizmy morskie, aby przyczynić się do poprawy stanu środowiska morskiego”, mówi Zsófia Kádár, koordynatorka projektu. „Mogą one zostać w przyszłości wykorzystane do oceny nowych polimerów produkowanych przez naszych partnerów bądź podczas opracowywania nowych materiałów”. Aby przetworzyć zużyte tworzywa sztuczne w środki chemiczne lub materiały o wartości dodanej, należy najpierw dokonać ich depolimeryzacji. Z tego względu naukowcy starają się znaleźć i opracowują enzymy rozkładające tworzywa sztuczne. Modyfikując przy pomocy procesów biotechnologicznych bakterie w taki sposób, aby rosły na tych hydrolizatach tworzyw sztucznych, można przekształcić je w chemikalia lub materiały o wartości dodanej. Ten „biologiczny upcykling” powinien być szczególnie odpowiedni w przypadku kompozytów lub mieszanych strumieni odpadów, które obecnie nie nadają się do recyklingu ze względu na swoją złożoność. „Nasza metoda biorecyklingu ma na celu znalezienie nowego zastosowania dla odpadów z tworzyw sztucznych: wykorzystanie ich jako surowca w biotechnologii”, wyjaśnia partner projektu Nick Wierckx. Zespół projektu opracowuje również nową metodykę oceny cyklu życia (LCA), oceny obiegu zamkniętego i analizy wycieku tworzyw sztucznych, a także wielowymiarowy model umożliwiający określanie wyzwań, z którymi trzeba się uporać w celu wykorzystania potencjału biopochodnych i biodegradowalnych tworzyw sztucznych. Aby ocenić pozytywny i negatywny wpływ stosowania polimerów opracowanych w projekcie Glaukos na środowisko oraz umożliwić ich kompleksowe porównanie z typowymi alternatywami, po jego zakończeniu przedstawiona zostanie analiza obejmująca wiele wskaźników.
Wyniki badań i kolejne kroki
Obecnie projekt znajduje się w ostatniej fazie, a opracowywany prototyp ma być gotowy do końca maja 2024 r. Zespół Glaukos zaznacza jednak, że cena wytworzenia materiałów pochodzenia biologicznego pozostaje wysoka w porównaniu z ceną ich odpowiedników niewytwarzanych przy pomocy biotechnologii. Wynika to z faktu, że stosowanie materiałów pochodzenia biologicznego nie jest jeszcze obowiązkowe na rynku odzieży tekstylnej i narzędzi połowowych. W ramach projektu Glaukos opublikowano dwa badania rynkowe, dostępne na stronie internetowej projektu(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Ponadto wiosną 2024 roku zorganizowane zostanie przeznaczone dla interesariuszy wydarzenie kończące projekt, na którym zostaną zaprezentowane jego wyniki.
