Saintis Bahan Sedia Atasi Pembungkusan Plastik pada 3 Bahagian

Mereka menghasilkan alternatif plastik yang lutsinar, tidak menyerap (iaitu tidak akan basah) dan hilang dalam masa dua bulan dan sebagai bonus, ia boleh dimakan.

Oleh Emma Bryce

Pembungkusan dengan semua kekuatan dan daya tahan plastik, tetapi tanpa kesan alam sekitar: ini kelihatan terlalu bagus untuk menjadi kenyataan. Namun sekumpulan penyelidik mengatakan ia betul-betul apa yang mereka cipta: alternatif plastik yang bukan sahaja telus dan kuat, tetapi juga boleh dimakan sepenuhnya dan terurai sepenuhnya selepas dua bulan.

Pasukan penyelidik dari Universiti Hong Kong membangunkan penyelidikan terdahulu kepada selulosa bakteria, bahan seperti lembaran yang diperbuat daripada gentian selulosa yang rapat yang dihasilkan oleh aktiviti spesies bakteria tertentu. Bahan ini boleh diperbaharui, tidak toksik, dan ia merosot di dalam alam sekitar.

Namun untuk semua faedah ini, ia mempunyai satu kelemahan: kepekaannya yang besar terhadap air, yang menjadikannya tidak sesuai untuk menyimpan barangan basah atau berfungsi dalam persekitaran lembap.

Cabaran reka bentuk ini menetapkan penyelidik pada laluan percubaan untuk menguji ramuan dan resipi yang berbeza bagi membuat komposit selulosa yang unggul. Mereka bermula dengan spesies bakteria produktif Komagataeibacter xylinus, meletakkannya dalam medium pertumbuhan teh dan gula. Ke dalam campuran ini, mereka mengacau isolat protein yang diekstrak daripada kacang soya, yang mereka harap akan menguatkan daya tahannya dan sifat mekanikal yang lain.

Kemudian selepas tujuh hari penapaian mereka mengambil filem selulosa bakteria yang telah terbentuk, dan memasukkannya ke dalam kalsium alginat, bahan terbiodegradasi yang meningkatkan ketelusan bahan dan yang paling penting, menambah sifat tahan air dan minyak. Ia juga dicampur kr dalam sebatian yang dipanggil polietilena glikol yang membantu mengikat bahan-bahan dan bertindak sebagai pemplastik yang memberikan plastik biasa kualiti lenturnya.

Selepas mengeringkan filem itu, para penyelidik mempunyai bahan mentah yang teguh yang boleh mereka bentuk kepada produk yang berbeza untuk diuji. Bermula dengan beg yang direka untuk menyimpan bahan berminyak seperti bijirin dan kerepek, mereka mendapati bahawa pembungkusan memastikan kandungannya lebih segar daripada keadaan luaran yang lembap berbanding beg selulosa bakteria konvensional. Ia juga berprestasi setanding dengan beg plastik polietilena sekali guna yang merata-rata di seluruh dunia.

Apabila para penyelidik memasukkan straw yang diperbuat daripada bahan baharu ke dalam segala-galanya daripada air hingga kopi dan minuman bergas, ia mendapati bahawa walaupun ia akhirnya bengkok sedikit, ia jauh lebih kalis air dan tahan lebih lama daripada penyedut kertas yang menjadi pengganti plastik setiap hari, walaupun ia cenderung untuk hancur.

Ujian juga menunjukkan bahawa kekuatan tegangan komposit selulosa mengatasi kedua-dua kertas dan plastik polietilena berketumpatan rendah yang terdapat di mana-mana dalam pembungkusan sekali guna. Tetapi yang menggalakkan, kualiti ketahanan ini nampaknya tidak bertahan lama, yang merupakan cabaran reka bentuk utama dalam plastik konvensional yang mendorong keteguhannya yang memudaratkan dalam alam sekitar. Malah, dalam ujikaji di mana penyelidik menanam alternatif plastik mereka di dalam tanah, mereka mengatakan bahan itu rosak dalam masa satu hingga dua bulan.

Mereka juga mendakwa bahawa alternatif mereka mengatasi satu lagi masalah plastik konvensional di lautan yang boleh terapung selama beberapa dekad, meracuni dan makhluk laut yang kelaparan yang menganggapnya sebagai makanan. Produk selulosa baharu itu tidak toksik untuk dimakan dan walaupun begitu, anda sepatutnya tidak mahu haiwan mengisi perut mereka dengan apa-apa bahan selain daripada makanan semula jadinya, jangka hayat yang singkat bagi alternatif plastik ini diharapkan dapat mengehadkan pendedahan makhluk kepada produk di alam liar.

Lebih-lebih lagi, para penyelidik melihat laluan untuk pengeluaran yang lebih mampan dengan menggunakan aliran sisa makanan sebagai bahan mentah untuk menyuburkan bakteria yang merembeskan selulosa.

Di seluruh dunia, 40% sisa plastik adalah pembungkusan, kebanyakannya sekali guna dan kebanyakannya terlepas ke persekitaran tempat ia hidup selama beberapa dekad. Ramai kini menyedari bahawa had pengeluaran adalah satu-satunya cara untuk mengehadkan skala pengeluaran plastik sekali guna. Namun berkemungkinan kita masih bergantung kepada beberapa produk plastik pada masa hadapan, dan bagi mereka yang kami perlukan untuk mereka bentuk alternatif yang lebih baik yang tidak menimbulkan risiko kepada planet yang wujud.

Seperti yang dilihat oleh penyelidik, penemuan mereka adalah satu cara yang bijak untuk menggerakkan kita ke arah matlamat itu. “Penyelidikan ini berfungsi sebagai peringatan bahawa bahan mentah semula jadi mungkin sudah mempunyai ciri-ciri yang diperlukan untuk melaksanakan di luar fungsi pembungkusan plastik.”

Ngai et. al. “Edible, strong, and low-hygroscopic bacterial cellulose derived from biosynthesis and physical modification for food packaging.” Journal of the Science of Food and Agriculture. 2023

Sumber: Majalah Anthropocene (7 Julai 2023)