DNA gibi doğal polimerlerden ilham alan kimyagerler, plastiğin çevreyi kirletmek yerine artık ihtiyaç duyulmadığında parçalanmasını sağlayacak bir mühendislik yöntemi geliştirdiler
Her yıl yüz milyonlarca ton plastiği çöpe atıyoruz
DNA gibi doğal polimerleri taklit eden plastiğe kimyasal katkılar, yüzyıllar boyunca çevreyi kirletmek yerine günler, aylar veya yıllar içinde parçalanabilen malzemeler oluşturabilir. Araştırmacılar, yeni tekniklerinin amacına hizmet eden ve daha sonra güvenli bir şekilde kendi kendini imha eden plastik ürünlere yol açacağını umuyor.
2022 yılında dünya çapında çeyrek milyar tondan fazla plastik atıldı ve yalnızca yüzde 14’ü geri dönüştürüldü; geri kalanı ya yakıldı ya da gömüldü. Pratik, biyolojik olarak parçalanabilen bir plastik vaadi en az 35 yıldır ortalıkta dolaşıyor ve bambudan deniz yosununa kadar her şeyi kullanarak bu tür malzemeleri üretmeye yönelik çabalar gösteriliyor. Ancak gerçekte bu tür birçok malzemenin kompostlanması zordur ve üreticileri gerçekçi olmayan iddialarda bulunur.
Şimdi, Yuwei Gu ve New Jersey Eyalet Üniversitesi Rutgers’daki meslektaşları, kompostta veya doğal ortamda hızla parçalanabilen, ince ayarlı kullanım ömrüne sahip plastikler oluşturmak için bir teknik geliştiriyorlar.
Gu, DNA ve RNA gibi doğal, uzun iplikli polimerlerin nispeten hızlı bir şekilde parçalanabildiğini, ancak plastik gibi sentetik olanların neden parçalayamayacağını ve bunların sürecini kopyalamanın bir yolu olup olmadığını merak etti.
Doğal polimerler, yapısöküme yardımcı olan, komşu gruplar adı verilen kimyasal yapıları içerir. Bu yapılar, polimer zincirlerindeki bağları koparan ve normal plastiklerde çok fazla enerji gerektiren, nükleofilik saldırılar adı verilen dahili reaksiyonlara güç verir.
Gu ve ekibi, bu komşu grupları taklit eden yapay kimyasal yapılar oluşturdu ve bunları yeni plastikler yaparken ekledi. Ortaya çıkan malzemenin kolaylıkla parçalanabileceğini ve ilavelerin yapısını değiştirerek, yapıyı bozmadan önce malzemenin ne kadar süre bozulmadan kalacağına ince ayar yapabileceklerini buldular.
Plastik parçalandıktan sonra, uzun polimer zincirleri küçük parçalara dönüştürülüyor ve Gu bunların ya yeni plastikler yapmak için kullanılacağını ya da çevreye güvenli bir şekilde karışacağını umuyor.
Gu, “Bu strateji, günler ve aylar boyunca kontrollü bozulmadan yararlanan plastikler için en iyi sonucu verir, bu nedenle gıda ambalajı ve diğer kısa ömürlü tüketici malzemeleri gibi uygulamalar için güçlü bir potansiyel görüyoruz” diyor. “Şu anda, inşaat malzemeleri veya uzun vadeli yapısal bileşenler gibi, bozulmadan önce onlarca yıl boyunca sabit kalması gereken plastikler için pek uygun değil.”
Ancak bu tür plastiğin ticari olarak kullanılabilmesi için çözülmesi gereken birçok sorun var. Plastiğin yapısı bozulduktan sonra kalan sıvı, polimer zincir parçalarından oluşuyor ve bu parça çorbasının toksik olmadığından ve dolayısıyla doğaya güvenli bir şekilde salınabildiğinden emin olmak için daha fazla test yapılması gerekiyor.
Ayrıca, ortamdaki güneş ışığı yeterli olmasına rağmen, yapısökümü başlatmak için şu anda ultraviyole ışığa ihtiyaç duyulmaktadır. Yani grup karanlıkta parçalanabilen malzemeler yaratmanın yollarını bulana kadar, gömülen veya başka bir şekilde üzeri kapatılan plastikler neredeyse süresiz olarak çevrede kalacak.
