Meyve Kasenizdeki Sürdürülebilir, Biyobozunur Sim
Araştırmacılar, kozmetik endüstrisinde kullanımı için sürdürülebilir, plastik içermeyen ve bitkilerde, meyvelerde, sebzelerde ve odun parçalarında bulunan selülozdan yapılan sim geliştirdiler.
Sim, her ebeveynin ve her ilkokul öğretmeninin başının derdi. Ancak bu dert faktörü dışında, ayrıca toksik ve sürdürülebilir olmayan malzemelerden üretilerek plastik kirliliğine katkıda bulunuyor.
Şu an, Cambridge Üniversitesinden araştırmacılar selülozdan (meyve, sebze ve bitkilerin hücre duvarlarının ana yapıtaşıdır) sürdürülebilir, toksik olmayan, vegan ve biyobozunur sim üretmenin bir yolunu buldular ve bu sim en az orijinali kadar parlak.
Sim, ışığı yapısal renklenme adı verilen bir süreç ile canlı renkler oluşturacak bir yolla bükebilen selüloz nanokristallerden yapılmıştır. Aynı olgu doğadaki en parlak renkleri ortaya çıkarır (kelebeğin kanatları ve tavus kuşunun tüylerindeki gibi) ve bir yüzyıl sonra bile solmayan renklerin sonucunu verir.
Araştırmacılar, selülozun yoğun renkli filmler oluşturmasına izin veren öz-toplanma teknikleri kullanarak, malzemelerinin kozmetikte geniş çaplı kullanılan plastik sim taneciklerinin ve küçücük mineral etki pigmentlerinin yerini alabileceğini söylüyorlar. Avrupa’da her yıl kozmetik endüstrisinde 5500 ton mikroplastik kullanılıyor.
Selülöz nanokristal filmlerini ekip, odun hamurundan kağıt yapıldığı gibi rulodan ruloya prosesler ile üretebiliyor ve bu bu tip malzemelerin endüstriyel ölçekte üretildiği bir ilktir. Sonuçlar Nature Materials dergisinde yayımlanmıştır.
Makalenin yazarı Cambridge Üniversitesi Yusuf Hamied Kimya Bölümünden Prof. Silvia Vignolini “Her gün karşılaştığınız simler gibi geleneksel pigmentler, sürdürülebilir olarak üretilmezler” şeklinde açıkladı. “Toprağa, Okyanusa karışırlar ve genel kirlilik seviyesine kirlilik katarlar. Tüketiciler simlerin eğlenceli olmasıyla birlikte ayrıca gerçek çevresel zararlarınında olduğunun farkına varmaya başlıyorlar”
Bir çok yıl boyunca, Vignolini’nin araştırma grubu boyalar ve kozmetikler gibi çeşitli tüketici ürünlerinde kullanılan toksik pigmentlerin yerini alması için odundan selüloz elde ederek onu parlak renkli bir malzemeye dönüştürmeye çalışıyordu.
Yine Kimya Bölümünden aş yazar Benjamin Droguet “Asıl zorluk eşzamanlı fiziksel-kimyasal etkileşimleri yönetebileceğimiz koşulları bu malzemeleri bir ölçekte üretebilmek için nanoölçekten metrelere gelince nasıl kontrol edeceğimizdi” şeklinde açıklıyor.
Araştırma ekibi, selüloz çözeltisini ve kaplama parametrelerini dikkatli bir şekilde optimize ederek, malzemenin bir rulodan ruloya bir süreçte yapılabilmesi için öztoplanma sürecini tamamen kontrol edebildi. Prosesleri mevcut endüstriyel ölçekli makinelerle uyumludur. Ekip, sadece birkaç adımda uygun sıvı süspansiyona dönüştürülen ticari olarak temin edilebilen selüloz malzemelerini kullanarak, ticari bir rulodan ruloya makinede selüloz içeren süspansiyonun sürekli çökelmesini ve kurutulmasını gösterdi.
Büyük ölçekli selüloz filmleri ürettikten sonra, araştırmacılar onları simler veya efekt pigmentleri yapmak için kullanılan boyutta parçacıklar halinde öğütüyorlar. Ortaya çıkan parçacıklar biyobozunurdur, plastik içermez ve toksik değildir. Üretim sürecinin ticari bir ekipman üzerinde gösterilmesi, yeni malzemenin laboratuvar dışında kullanıma sunulmasına yönelik önemli bir adımdır.
Ek olarak, proses geleneksel yöntemlerden çok daha az enerji gerektirir. Sentetik polimerler kullanmadıklarında, şirketler genellikle bir efekt pigmenti halinde mika ve titanyum dioksit kullanırlar. Bununla birlikte, titanyum dioksit, potansiyel kanserojen etkileri nedeniyle AB’de gıda uygulaması için son zamanlarda yasaklanmıştır; mika ekstraksiyonu, çocuk işçiliği de dahil olmak üzere sömürücü uygulamalara dayanan gelişmekte olan ülkelerde sıklıkla gerçekleştirilmektedir.
Droguet “Geleneksel olarak efekt pigment minerallerinin pigment tanecikleri oluşturmak için 800°C’ye kadar ısıtılması gerekir. Dünya çapında üretilen mineral efekt pigmentlerinin miktarını düşündüğünüzde, bunların kullanımının gezegen için zararlı olduğunu anlıyorsunuz” şeklinde açıkladı.
Vignolini, “Bu ürünün tamamen sürdürülebilir, biyobozunur ve vegan bir pigment ve sim üreterek kozmetik endüstrisinde devrim yaratabileceğine inanıyoruz” şeklinde açıkladı.
Sürecin daha fazla optimizasyonuna hala ihtiyaç duyulmasına rağmen, araştırmacılar, pigmentlerini ve simlerini önümüzdeki yıllarda ticari olarak kullanılabilir hale getirmek için bir şirket kurmayı umut ediyorlar.
Ancak simler, küçük çocuklarla bir proje yapmış olan herkes için geleneksel sim kadar sinir bozucu olacak mı?
Vignolini, “O kadar sinir bozucu olacak – ama gezegene zarar vermeyecek ve küçüklerimiz için güvenli” şeklinde açıkladı.
Araştırma kısmen Avrupa Araştırma Konseyi ve Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) tarafından finanse edilmiştir.
Kaynak: sciencedaily.com
