Wiadro z łupin pestek słonecznika albo tataraku? Polscy naukowcy i biodegradowalne materiały nowej ery!
Naukowcy z Politechniki Białostockiej, kierujący międzynarodowym konsorcjum badawczym, pracują nad nową generacją biodegradowalnych materiałów, które mogą realnie zmienić sposób, w jaki produkujemy i wykorzystujemy tworzywa sztuczne.
Ich badania wpisują się w ideę gospodarki obiegu zamkniętego i odpowiadają na jeden z kluczowych problemów współczesnego przemysłu: jak ograniczyć ilość odpadów, nie rezygnując z trwałości i funkcjonalności produktów.
Jak podaje uczelnia, punktem wyjścia prac specjalistów stał się polilaktyd, czyli PLA – popularny biopolimer wytwarzany z odnawialnych surowców, takich jak kukurydza czy trzcina cukrowa. Choć PLA jest powszechnie uznawany za ekologiczny zamiennik tradycyjnych plastików i znajduje zastosowanie m.in. w opakowaniach, rolnictwie czy druku 3D, jego główną wadą jest kruchość. To właśnie ona ogranicza jego szersze wykorzystanie w przemyśle. Zespół badawczy z Białegostoku postawił sobie za cel przełamanie tej bariery, jednocześnie kierując się zasadą „zero waste”.
Kluczowym osiągnięciem projektu jest opracowanie nowego materiału, w którym polilaktyd został wzmocniony organicznymi wypełniaczami pochodzącymi z odpadów, takimi jak łupiny pestek słonecznika czy tatarak. Same dodatki nie wystarczyłyby jednak do poprawy właściwości mechanicznych. Przełom przyniosło zaprojektowanie specjalnego kompatybilizatora, który umożliwia trwałe połączenie polimeru z naturalnym wypełniaczem.
Dzięki temu udało się znacząco ograniczyć kruchość materiału i uzyskać surowiec o parametrach odpowiednich do zastosowań przemysłowych. Badania nie zakończyły się na etapie laboratoryjnym. Nowy materiał został sprawdzony w rzeczywistych warunkach produkcyjnych, gdzie wykonano m.in. wiadra o skomplikowanych kształtach, wymagających precyzyjnego wtryskiwania. To praktyczne potwierdzenie, że opracowany surowiec nadaje się do standardowych technologii przemysłowych, takich jak wtryskiwanie, wytłaczanie czy termoformowanie. Udowodniono tym samym, że biodegradowalne tworzywo może spełniać rygorystyczne wymagania jakościowe stawiane wyrobom codziennego użytku.
Obecnie badacze skupiają się na kolejnym, niezwykle istotnym etapie – sprawdzeniu, czy materiał można wielokrotnie przetwarzać i ponownie wykorzystywać bez utraty jego właściwości. Chodzi o to, aby produkty wykonane z nowego PLA nie tylko ulegały biodegradacji po zakończeniu cyklu życia, lecz wcześniej mogły być kilkukrotnie mielone i ponownie formowane jako pełnowartościowy surowiec. To podejście znacząco zmniejsza ilość odpadów i jeszcze bardziej ogranicza wpływ produkcji na środowisko. Wybór naturalnych wypełniaczy również ma wymiar praktyczny. Zarówno łupiny słonecznika, jak i tatarak są materiałami odpadowymi, które dotąd stanowiły problem zagospodarowania. Ich wykorzystanie w produkcji tworzyw pozwala nie tylko wzmocnić materiał, lecz także nadać wartość surowcom, które wcześniej nie miały zastosowania przemysłowego.
Efekty badań mają duży potencjał wdrożeniowy. Opracowany materiał może znaleźć zastosowanie w produkcji opakowań, elementów wyposażenia, przedmiotów codziennego użytku czy wyrobów technicznych, które dotychczas wymagały użycia klasycznych plastików. Dzięki temu przemysł zyskuje realną alternatywę – materiał trwały, funkcjonalny, a jednocześnie przyjazny dla środowiska.
Projekt realizowany pod przewodnictwem Politechniki Białostockiej pokazuje, że połączenie wiedzy z zakresu inżynierii materiałowej, chemii i praktyki przemysłowej może prowadzić do rozwiązań gotowych do zastosowania tu i teraz. To przykład badań, które nie tylko poszerzają wiedzę naukową, ale przede wszystkim przekładają się na konkretne produkty i wspierają transformację przemysłu w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości.
Źródło: Politechnika Białostocka
Czytaj też: Połączenie zaawansowanych technologii i troski o środowisko. Co przynosi projekt TITAN?
Grafika tytułowa: Matthias Oberholzer / Unsplash
