Bár tartós, de programozottan bomló műanyag
A kulcs nem más, mint a polimerek kémiai szerkezete. A természetes polimerek nem örök életűek: szerkezetükbe elképzelhetetlenül apró, jól időzített “gyenge pontokat” épít a természet, így az összetartó kötések egy idő után szétesnek. Gu csapata ezt a “beépített kilépőt” utánozta. Az új, DNS-szerű felépítésnek hála olyan műanyagokat fejlesztettek ki, amelyek használat közben ugyanolyan tartósak, mint eddig, de pontosan irányítható, mikor hullanak darabjaikra.
Fantasztikus, hogy a lebomlás gyorsaságát akár napokra, hónapokra vagy évekre lehet programozni. Sőt, a folyamat akár fényhatással, vagy egyszerű kémiai jelekkel is beindítható. Így vége lehet annak, hogy minden egyes doboz, csomagolás vagy palack örök életre szól – a műanyag egyszerűen eltűnhet.
Így működik a DNS-trükk
A műanyag – vagyis a polimer – gyakorlatilag apró “gyöngyökből” (monomerekből) összeállított lánc. A műanyagok keménységéért és időtállóságáért a köztük lévő erős kémiai kötések felelnek. Bár ezek a kötések ragaszkodóak, Gu módszere szerint úgy lehet tervezni az egész láncot, hogy gondosan “meggyengített részekkel” rendelkezzen – hasonlóan ahhoz, mint amikor a hajtogatott papíron megvannak a könnyű szakadás vonalai.
A sorsdöntő felismerés, hogy ezek a belső szerkezeti “töréspontok” nem rontják a műanyag eredeti tulajdonságait, amíg nem érkezik el a lebomlás ideje. A sebességet teljesen a tudósok állítják be: ugyanaz az anyag pár napon belül széteshet, de akár évtizedekig is megőrizheti alakját, ha úgy kívánjuk.
Új műanyagok mindenre: gyors fogyasztás, tartós alkatrész
Ebből arra lehet következtetni, hogy forradalom jöhet az egyszer használatos csomagolásoktól kezdve az autóipari alkatrészekig. Egy élelmiszercsomagolásnak elég, ha egy napig bírja, a gyógyszerkapszula időzített oldódást igényelhet, míg a tartósabb elemeket hosszabb bomlással programozzák. Maga a lebontás elindítható természetes UV-fény vagy egyszerű fémionok (mint a cink vagy a réz) segítségével is.
Az ügy súlyát mutatja, hogy a kutatás nem csak a környezeti terhelés csökkentését ígéri, hanem okosműanyagok fejlesztését is, például olyan gyógyszeres kapszulákat, amelyek pontosan a szervezetben bomlanak fel, amikor szükséges.
Lebontás veszélyek nélkül
Kísérletek szerint amikor ezek a műanyagok lebomlanak, a keletkezett folyadék az eddigi vizsgálatok alapján nem mérgező. Fontos azonban további, hosszabb távú biztonsági teszteket is elvégezni – a kutatók ezeket már elkezdték, különös figyelemmel arra, károsítanak-e az esetleges visszamaradó miniatűr részecskék növényeket, állatokat vagy embereket.
A csapat azt is vizsgálja, hogy ezt az úttörő kémiát hogyan lehet integrálni a ma is létező műanyaggyártásba, illetve hogyan lehet a gyógyszeripar igényeinek még pontosabban megfelelni.
Út a mindennapi műanyagokig
Bár a technológiát még tovább kell fejleszteni, a kutatók abban reménykednek, hogy műanyaggyártó óriásokkal együttműködve hamarosan a legtöbb mindennapos termék csomagolásánál, kiegészítőjénél, sőt az orvosi eszközöknél is megjelenik majd az “önlebomló” trükk. Ez mindannyiunk számára új realitás lehet – olyan műanyag, ami használat után egyszerűen végzi a dolgát: végleg eltűnik.
