Японці з біологічних полімерів будуть виробляти азотні добрива

Як нещодавно було продемонстровано, біопластик можна хімічно переробити в добрива, багаті азотом, простим і екологічно чистим способом. Ці висновки відкривають шлях до стійких кругових систем, які водночас вирішують такі проблеми, як забруднення пластиком, виснаження нафтохімічних ресурсів і голод у світі.

Про це пише propozitsiya.com з посиланням на sciencedaily.com.

Щоб вирішити пластикову головоломку, нам потрібно розробити «кругові» системи, в яких вихідні матеріали, що використовуються для виробництва пластмас, опиняться повним кругом після утилізації та переробки. 

У Токійському технологічному інституті команда вчених під керівництвом доцента Дайсуке Аокі та професора Хідэюкі Оцука розробляє нову концепцію. У їхньому новому екологічно чистому процесі пластмаси, вироблені з використанням біомаси (біопластика), хімічно переробляються на добрива. Це дослідження буде опубліковано в Green Chemistry, журналі Королівського хімічного товариства, присвяченому інноваційним дослідженням стійких та екологічно чистих технологій.

Команда зосередилася на ізосорбід карбонаті або «PIC», типі полікарбонату на біологічній основі, який привернув велику увагу як альтернативу полікарбонатам на основі нафти. PIC виробляється з використанням нетоксичного матеріалу, отриманого з глюкози, який називається ізосорбідом (ISB) як мономер. Цікавим є те, що карбонатні зв’язки, які з’єднують блоки ISB, можуть бути розірвані за допомогою аміаку (NH3) у процесі, відомому як «амоноліз». У процесі утворюється сечовина, багата азотом молекула, яка широко використовується як добриво. Незважаючи на те, що ця хімічна реакція не була секретом для науки, деякі дослідження з розкладання полімерів зосереджувалися на потенційному використанні всіх продуктів розпаду, а не лише мономерів.

Спочатку вчені дослідили, наскільки добре можна провести повний амоноліз PIC у воді при м’яких умовах (30°C і атмосферний тиск). Причиною цього рішення було уникати використання органічних розчинників і надмірної кількості енергії. Команда ретельно проаналізувала всі продукти реакції за допомогою різних засобів.

Нарешті, як доказ концепції того, що всі продукти розпаду PIC можуть бути безпосередньо використані як добриво, команда провела експерименти щодо росту рослин з Arabidopsis thaliana, модельним організмом. Вони виявили, що рослини, оброблені всіма продуктами розпаду PIC, росли краще, ніж рослини, оброблені лише сечовиною.

Загальні результати цього дослідження демонструють доцільність розробки систем добрива з пластику. Системи можуть не тільки допомогти боротися із забрудненням і виснаженням ресурсів, але й сприяти задоволенню зростаючого світового попиту на продовольство.

Доктор Аокі робить висновок на високій ноті: «Ми переконані, що наша робота є віхою на шляху до розробки екологічно чистих полімерних матеріалів, які підлягають переробці в найближчому майбутньому. Ера «хліба з пластмаси» не за горами!».