Mikroplastik İçermeyen Kağıt: Ekonomik ve Çevre Dostu Bir Kaplama
Fotoğraf: Soldaki yeni MSU malzemesiyle kaplanmış kağıt bardak sağdaki kaplamasız muadilinden farklı olarak sıvıyı sızıntı yapmadan tutar. (Muhammad Rabnawaz / Sürdürülebilir Malzemeler Grubu)
Michigan Eyalet Üniversitesi’nden Muhammad Rabnawaz, kağıt ambalaj için hem ekonomik hem de çevre dostu yeni bir kaplama üretti.
Rabnawaz’ın Sürdürülebilir Malzemeler Grubu tarafından geliştirilen kaplama, kağıt ambalajı yağdan ve sudan korudu. Böylece çevre dostu malzemelerle kağıttan tabak ve meyve suyu kutuları gibi malzemelerin üretimi sağlandı.
Kaplamanın en son formülasyonunu 18 Ocak’ta Journal of Applied Polymer Science’ta paylaşan Ambalaj Okulu’nda yardımcı Doçent Rabnawaz, “Suya (okyanusa) girerse ayrışacaktır” dedi.
Termoplastikten yapılan bu malzeme, yiyecek veya içecekleri tutarken alttaki kağıdın kuru ve sağlam olmasını sağlayan aynı zamanda mevcut kağıt ürünlere göre yapılan bir iyileştirmedir.
Rabnawaz “Kaplanmamış kağıt bardak sızıntı yapacağı için kullanışlı değildir. Bu, sıcak çaylarını veya kahvelerini tutmak için kağıttan bir bardağa güvenen herkesin muhtemelen aklına gelen bir eksikliktir. Dolayısıyla çözüm, onu plastikle lamine etmek oldu.” dedi.
Ancak plastik, kaplama konusunda o kadar iyi ki kağıt atıldıktan sonra bile onu korumaya devam etmektedir. Bu durumun iki büyük dezavantajı vardır.
Birincisi, kağıtlar plastikle kaplanmış haldeyken geri dönüştürülemez. İkincisi, kağıt ambalaj ürünleri göllerde, okyanuslarda ve akarsularda kolayca parçalanarak su kaynaklarına karışabilir.
Rabnawaz, “dalgalar, gelgitler ve güneşten gelen UV ışığı ile kağıttan malzeme kolaylıkla mikroplastiklere dönüşüyor.” dedi.
Mikroplastikler, sucul ekosistemleri kirleten ve insanların tükettiği suya ve deniz ürünlerine karışan, bilinmeyen sağlık sonuçları taşıyan küçük plastik parçalardır.
Üreticiler plastik kaplamaların alternatiflerini araştırdılar, ancak en popüler seçeneklerden biri, PFAS “forever chemicals” ailesine ait kaplamaları içeriyordu. PFAS, birçok canlı için sağlık sorunları oluşturan perfloroalkil ve polifloroalkil maddelerinin kısaltmasıdır.
Fotoğraf: Ontario Gölü kıyılarında çekilen bu fotoğrafta mikroplastikler ve diğer plastik parçalar görülüyor. (Eileen Stegemann / NOAA Marine Debris Program)
Rabnawaz, “Öncelikle mikroplastik haline gelen plastiklerden PFAS kullanmadan kurtulabilir miyiz diye düşünerek işe başladık” dedi.
Bunun için yüksek lisans öğrencileri Aditya Nair ve Dhwani Kansal; araştırma görevlisi Ruoqi Ping; ve doktora öğrencisi Li Zhao ile çalışmalara başlandı.
Grup, biyouyumlu ve biyolojik olarak parçalanabilen bileşenlerden oluşan bir kaplama formüle etti. Kaplama, kontakt lenslerde kullanılan bir yağ, polivinil alkol adı verilen suda çözünür bir polimer ve kabuklu deniz ürünlerinden elde edilen doğal nişasta benzeri bir polimer (alerjik reaksiyonları tetikleyen kabuklu deniz ürünleri proteinleri dışındakiler) içeriyor.
Rabnawaz, bu bileşimde polimerler kullanılsa da hiçbirinin şu anda kağıt ürünlerinde kullanılan termoplastikler kadar esnek özelliklere sahip olmadığını söyledi.
“Tüm plastikler polimerdir, ancak tüm polimerler plastik değildir.” dedi. Yeni kaplama, mikroplastik olarak çevrede kalmak yerine su, karbondioksit ve diğer inert moleküllere ayrılıyor.
“Bir başka iyi özellikte kağıt yeniden hamur haline getirildikten sonra kaplama ayrıştırılabilir. Bu da kağıdın geri dönüştürülebileceği anlamına geliyor. Kağıt tıpkı işlem görmemiş kağıt gibi olur ve onu tekrar tekrar kullanabilirsiniz. ” diye ekledi
Kaplama çevre ve halk sağlığı kaygıları düşünülerek yapılmış olsa da Rabnawaz’ın ekibi aynı zamanda onu ekonomiye yönelik bir gözle de geliştirdi.
Örneğin, kitosan doğada fazla miktarda bulunur, ancak Amerika Birleşik Devletleri bunu üretim için pek fazla kullanmaz. Böylece ekip, daha kolay bulunabilen ve daha ucuz olan polivinil alkolü (deterjan kapsüllerinde kullanılır) yapıya nasıl dahil edeceklerini buldular. Bu ilave, kaplamayı yapmak için gereken kitosan miktarını azaltır ve ticari olarak daha uygun bir ürün ortaya çıkar.
Rabnawaz, 2016 yılında MSU’ya katıldığından beri kaplamayla ilgili iki patent başvurusunda bulundu ve ilgili şirketlerle çalışmalarını paylaşmaya başladı.
Rabnawaz, “Kesinlikle ticarileştirme üzerinde çalışıyoruz” dedi.
Kaynak: phys.org
