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 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. Ponadto wiosną 2024 roku zorganizowane zostanie przeznaczone dla interesariuszy wydarzenie kończące projekt, na którym zostaną zaprezentowane jego wyniki.
Słowa kluczowe
Glaukos, chemikalia o wartości dodanej, polimery przyjazne dla środowiska morskiego, ekopolimery, biosurowce przemysłowe, bioprzędza, biorecykling, odtwarzanie mórz
