Inhoud
- Kunstmatige materialen zijn gemaakt om lang mee te gaan
- Zelfvernietigende materialen
- Levenscyclus van zelfvernietigende materialen
- Zelfvernietigend materiaalgebruik
- Medische toepassingen
- Door de mens gemaakte materialen en milieugezondheid
- Wat het allemaal betekent
Plastic afval, mobiele telefoons en andere niet-afbreekbare materialen zijn goed voor miljoenen tonnen afval die elke dag worden weggegooid. Maar onderzoekers van de Technische Universiteit in München, Stanford University en onderzoeks- en ontwikkelingsafdelingen over de hele wereld hebben manieren gevonden om materialen te creëren die zichzelf vernietigen, volgens het recyclingplan van de natuur.
Kunstmatige materialen zijn gemaakt om lang mee te gaan
Fossiele brandstoffen en aardolie zijn steunpilaren van producten geworden die plastic, elektronica, stoffen en meer omvatten, en worden doorgaans niet biologisch afgebroken zoals materialen gemaakt van natuurlijke, aardse hulpbronnen zoals bomen en planten. Hoewel aardolie werd gecreëerd door de biologische afbraak van dinosaurussen, ontwikkelden fabrikanten toen ze aardolie gingen gebruiken om kunststoffen en andere producten te maken, uiteindelijk tot onverwoestbare goederen.
Het hoofdingrediënt afgeleid van aardolieproducten, propyleen, verandert tijdens het fabricageproces in polypropyleen. De warmte en katalysatoren die tijdens het productieproces worden toegepast, creëren op koolstof gebaseerde polypropyleenkettingen die vrijwel onverwoestbare bindingen vormen, iets dat het natuurlijke recyclingproces van de aarde niet kan afbreken.
De natuur heeft miljarden jaren nodig gehad om organismen te ontwikkelen die organisch materiaal afbreken, iets dat tot voor kort niet voorkwam in door de mens gemaakte producten gemaakt met aardolie.
Zelfvernietigende materialen
Omdat de meeste door de mens gemaakte materialen doorgaans stabiel zijn en geen moleculen uitwisselen met hun omgeving, zijn ze in principe onverwoestbaar. In de natuur is organische stof niet in balans en zal beginnen af te breken zonder input van bronnen die helpen om cellulaire structuren opnieuw op te bouwen.
Levenscyclus van zelfvernietigende materialen
Aan de hand van aanwijzingen uit de natuur hebben onderzoekers van de Technische Universiteit in München manieren gevonden om materialen te maken die zichzelf vernietigen. Wanneer deze producten geen energiebronnen bevatten, zoals adenosine trifosfaat - een co-enzym dat het menselijk lichaam gebruikt om glucose uit vetten, koolhydraten en eiwitten om te zetten in energie - beginnen deze nieuwe zelfvernietigende materialen af te breken, ongeveer op dezelfde manier waarop de natuur biologisch afbreekt er toe doen. Zonder de energiebron, net als in de natuur, beginnen deze door de mens gemaakte materialen te sterven.
Zelfvernietigend materiaalgebruik
Wetenschappers van Stanford University hebben faux-hout gemaakt van biologisch afbreekbare kunststoffen. De biologisch afbreekbare kunststoffen kunnen onverwoestbare kunststoffen vervangen en het hout kan worden gebruikt om bouwmaterialen, biologisch afbreekbare elektronica en zelfs plastic flessen te maken die afbreken. Vrijwel elk product gemaakt met niet-vernietigbare componenten kan worden gemaakt van deze nieuwe materialen.
Medische toepassingen
Door materialen te maken die zichzelf vernietigen of afbreken in hun oorspronkelijke bouwstenen, veronderstellen ingenieurs en onderzoekers dat ze kaders kunnen maken voor medicijnafgifte en transplantatieankers. Onderzoekers van UCLA hebben ook een hydrogel ontwikkeld die een steiger creëert om wonden te laten genezen en weefsel te regenereren naarmate de structuur biologisch wordt afgebroken. De hydrogel bevordert een snelle regeneratie waardoor wonden en huidtransplantaten, onder andere medisch gebruik, sneller kunnen genezen.
Door de mens gemaakte materialen en milieugezondheid
De online krant, The Guardian, verklaarde in een artikel van januari 2017 dat "het jaarlijkse verbruik van plastic flessen tegen 2021 de top van een half triljoen is, wat de recyclinginspanningen en de oceanen, kustlijnen en andere omgevingen in gevaar brengt, ver overtreft." Bewerend dat plasticverslaving in de wereld gevaarlijker is dan klimaatverandering, kunststoffen hebben een negatief effect op zowel de aarde als de milieugezondheid van haar oceanen. Het artikel verklaarde ook dat er elke minuut een miljoen plastic flessen worden gekocht, wat bijdraagt aan deze milieucrisis. Het probleem is dat slechts de helft van al het gekochte plastic ooit wordt gerecycled.
Wat het allemaal betekent
Materialen die zichzelf vernietigen, kunnen de ontluikende milieucrisis verlichten die onze oceanen en stortplaatsen dreigt in te halen. Door producten te ontwikkelen die zichzelf afbreken, hebben gevaarlijke kunststoffen en chemicaliën geen invloed meer op de biosfeer van de aarde. Door het al bestaande vervuilingsprobleem niet aan te vullen, kunnen wetenschappers mogelijk minder dure methoden ontwikkelen om bestaande op aardolie gebaseerde kunststoffen te verzamelen en te recyclen voor andere toepassingen. Op de lange termijn beginnen de middelen om plastic en andere vervuilingsproblemen op te lossen met recycling thuis, op het werk en op school.