Arı yuvası astarları toprakta parçalanan plastiklere ilham kaynağı olabilir

Her yıl yüz milyonlarca metrik ton plastik üretiliyor ve bunların çoğu kullanımdan sonra çöplüklere atılıyor veya doğal çevreyi kirletiyor. Bu plastikler onlarca ila yüzlerce yıl boyunca dayanır. Ancak bazı bilim insanları bu soruna çözüm arıyor. Ve şimdi, bir araştırma ekibi arı yuvalarında potansiyel bir çözüm bulmuş olabilir. dergisinde yayınlanan araştırmaları Ulusal Bilimler Akademisi BildirileriArılar tarafından yapılan doğal bir plastiğin, doğal olarak çok daha kısa sürede çözünen plastikler için tasarım dersleri verebileceğini gösteriyor.

‘Selefon arıları’ ve plastik yuvaları

Araştırmacılar, yaklaşık 50 yıl önce, uygun bir şekilde adlandırılan “selofan arısı” veya Colletes inaequalis’i keşfettiler. Arıların yeraltı yuvalarını polyester ve ipekten yapılmış esnek, yarı saydam bir malzemeyle kapladıklarını fark ettiler. Malzeme, arının iğnesine bağlı olan Dufour bezi adı verilen özel bir bezde üretilir. İlginç bir şekilde, arı yuvası astarlarının zamanla yuvalama alanlarında birikmediği görüldü; bu da bir tür polyesterden yapılmış olmalarına rağmen hızla bozulduklarını gösteriyor.

Yeni çalışmanın yazarları şöyle yazıyor: “Bu cinsin arıları her yıl 10.000’den fazla bireysel yuvadan oluşabilen topluluklar halinde yuva yapar; sonraki arı nesilleri aynı topluluklara geri döner ve onlarca yıldır her yıl yeraltında yeni yuvalar inşa eder. Toprağa sürekli olarak plastik eklenmesine ve Colletes polyesterinin PPDL veya PE-18,18’den daha düşük bir ester yoğunluğuna sahip olmasına rağmen, Colletes’te plastik birikmiyor gibi görünüyor toplanmalar.”

Selofan arıları tarafından üretilen polyester, moleküler ambalajı bakımından polietilene benzemektedir. Karşılaştırılabilir sentetik malzemelerin çoğu, endüstriyel kompostlama koşulları altında bile bozulmaya karşı direnç göstermiştir. Yeni çalışmaya katılan araştırmacılar, selofan arı yuvası malzemesinin bozunmayan plastiklere bir alternatif sunabileceğine inanıyor ancak malzeme yeterince araştırılmamıştı.

Gelecekteki çözümlere doğru bir adım olarak daha yakından bakış

Polyester yuva malzemesi keşfinden bu yana derinlemesine incelenmediğinden ekip meseleyi kendi eline aldı. Ekip, yuva malzemesini daha iyi karakterize etmek için yeni inşa edilen malzeme üzerinde kimyasal testler, ısı ölçümleri, mikroskopi ve X-ışını saçılımı gerçekleştirdi ve ardından dört, yedi ve 11 ay sonra tekrar ne kadar hızlı bozunduğunu belirledi. Tüm materyaller aynı siteden çıkarıldı.

Malzeme kısa sürede etkileyici bir bozulma gösterdi. Doğal topraktaki polyester astar miktarı dört ay içinde folluğun ağırlığının %73’ünden %40’ına düştü. Yedi ayda astarlarda gözle görülür çatlaklar oluştu ve 11 ayda kırılgan hale geldi ve ufalanmaya yatkın hale geldi. Ancak hızlı bozunmasına rağmen malzeme başlangıçta oldukça esnekti ve katlandığında veya buruşturulduğunda orijinal şeklini kolayca koruyabiliyordu; bu da onu kısa sürede kullanılıp atılan tek kullanımlık plastikler için değerli bir model haline getiriyor.

Araştırmacılar malzemenin neden bu kadar çabuk bozulduğundan henüz emin değiller, ancak analizleri onlara gelecekteki çalışmalarda daha yakından incelemeleri için bazı potansiyel ipuçları verdi. Bileşim analizi, taze polyesterin yaklaşık %60’ının kristal yapıda olduğunu gösterdi. Bu genellikle bozulmaya karşı daha yüksek dirençle ilişkilidir, ancak yuva malzemesi bir istisna gibi görünmektedir.

Kristallerin kötü organize edildiğine ve suya ve enzimlere maruz kalan daha fazla kırılabilir bağ bırakabileceğine dair belirtiler vardı, ancak araştırmacılar kesin olarak bilmek için daha fazla test yapılması gerektiğini söylüyor. Yeni ve dört aylık astarlar aynı zamanda bir test maddesindeki ester bağlarını kırabilen enzimler de içeriyordu; bu da bozunmada başka bir olası rolün olduğunu öne sürüyor.

Çalışma yazarları şöyle yazıyor: “Bu sonuçlar, Colletes polyesterini daha sürdürülebilir bir plastik ekonomisine yönelik çabalarda değerli bir kaynak olarak ortaya koyuyor ve gelecekteki çalışmalar, yeni nesil, gerçek anlamda sürdürülebilir PE benzeri polyesterlerin tasarımına bilgi sağlamak için bu malzemenin dikkate değer parçalanabilirliğinin kaynağını araştırmalıdır.”