Vědecká posila pro konsorcium zabývající se zlepšováním recyklovatelnosti plastů

9. února 2021  ·  Mgr. Zdeňka Březinová

Plasty jsou neodmyslitelnou a všudypřítomnou součástí našeho každodenního života. Díky zdokonalování technologií jsou stále dostupnější a jejich likvidace je již po řadu let rostoucím ekologicky palčivým tématem. Ačkoli řadu plastů je možno recyklovat, děje se tak, dle americké Agentury pro ochranu životního prostředí, pouze v cca 8,4 % jejich celosvětového objemu. Drtivá většina se jich pak hromadí na skládkách a v oceánech. Velkým problémem začínají být mikroplasty, jejichž částice dle nedávných studií alarmující rychlostí zahlcují nejen obydlené oblasti, ale také divočinu – např. v odlehlých oblastech západu Spojených států amerických klesá s větrem a deštěm více než 1 000 tun mikroplastických částic ročně. Vzhledem ke skutečnosti, že plasty jsou pro moderní život nezbytné a odpad z nich může v biosféře přetrvat po celá staletí, stává se potřeba jejich odbourávání či recyklace stále zásadnějším předmětem zájmu nejrůznějších výzkumně-vývojových subjektů.

Vědci z Ministerstva energetiky Národní laboratoře Oak Ridge (ORNL) se nyní, ve snaze tento problém řešit, zapojili do konsorcia BOTTLE™ (Bio-Optimized Technologies to keep Thermoplastics out of Landfills and the Environment) zaměřeného na tzv. upcyklaci plastů (proces přeměňování odpadového materiálu nebo nepotřebných produktů v nové materiály či produkty lepší kvality, pro zlepšení hodnot životního prostředí). Ve spolupráci s dalšími národními laboratořemi se budou vědci z ORNL věnovat nejen vývoji nových designově recyklovatelných plastů, ale také mikrobů a procesů, jež umožní rozložit současné plasty na chemické stavební bloky využitelné pro výrobu produktů s vyšší hodnotou (např. stavby či umělecká díla). Současně tak vědci plánují podpořit růst biohospodářství prostřednictvím obnovitelné produkce cenných chemikálií.

Tým BOTTLE bude spolupracovat na vývoji nových, selektivních a škálovatelných technologií, jež umožní dekonstrukci současného plastového zboží pomocí kombinace chemických a biologických procesů. Takto rozložená surovina může být poté recyklována na materiály s vyšší hodnotou nebo použita k vytvoření nového plastového zboží.

Vědci ORNL pod vedením Adama Gusse, genetického a metabolického inženýry v divizi biologických věd, nedávno upravil jediný mikrob tak, aby současně konzumoval pět nejhojnějších složek lignocelulózové biomasy. Toto je významný krok směrem k nákladově efektivnímu biochemickému procesu přeměny rostlin na obnovitelná paliva a chemikálie. Mikroorganismy vyskytující se v životním prostředí mají dle Gusse „úžasnou škálu genů a metabolických cest, které by mohly být neuvěřitelně užitečné pro přeměnu plastů na nové chemikálie, mnoho z těchto organismů však dosud nebylo objeveno. Jejich nalezením a odhalením příslušných genů bude možno navrhnout mikroby k přeměně komplexního plastového odpadu na nové průmyslové chemikálie.“

Aktuálně se Guss se svými kolegy věnuje izolování bakterií z půdy, kompostu atp., jež jsou schopny růst na rozložených plastech. Snahou vědeckého týmu je lépe pochopit cílové mikroby a jejich stávající metabolické dráhy. Následně pak bude možno zvýšit účinnost těchto organismů při konzumaci a přeměně plastů na nové molekuly. Zmíněné biologické procesy by mohly být cestou k vytvoření chemických komponent potřebných k výrobě nové generace snadno recyklovatelných plastů.

Tým BOTTLE zahrnuje výzkumníky z následujících organizací: National Renewable Energy Laboratory, ORNL, Argonne National Laboratory, Los Alamos National Laboratory, SLAC National Accelerator Laboratory, Colorado State University, Massachusetts Institute of Technology, Montana State University, Northwestern University a University of Portsmouth. Jeho výzkum probíhá v rámci výzvy Ministerstva energetiky Spojených států amerických (United States Department of Energy, DOE) pro inovace v oblasti plastů, jejímž cílem je do roku 2030 urychlit inovace v oblasti energeticky úsporných technologií recyklace plastů. Výzkum je financován Kanceláří DOE pro bioenergie a Kanceláří pro pokročilou výrobu při Úřadu pro energetickou účinnost a obnovitelnou energii.

Zdroj:
https://www.rdworldonline.com/researchers-from-ornl-join-consortium-to-improve-plastics-recyclability/