Transformasi kayu menjadi plastik sekunder yang dapat terurai secara hayati

Plastik adalah salah satu polutan terbesar di dunia, pembusukan di alam membutuhkan waktu ratusan tahun. Tim peneliti, yang dipimpin oleh profesor YSE Yuan Yao dan Langbin Hu dari Universitas Maryland, telah menciptakan bioplastik berkualitas tinggi dari produk sampingan kayu yang mereka harapkan dapat memecahkan salah satu masalah lingkungan yang paling mendesak di dunia.

Upaya untuk beralih dari plastik petrokimia ke plastik terbarukan dan biodegradable terbukti sulit – bahan kimia beracun mungkin diperlukan selama produksi dan mahal, serta kekuatan mekanis dan ketahanan air seringkali tidak mencukupi. Namun para peneliti telah membuat terobosan dengan menggunakan produk sampingan kayu, yang menunjukkan kelangsungan produksi bioplastik yang lebih tahan lama dan berkelanjutan.

Sebuah studi yang diterbitkan di Keberlanjutan alam, yang ditulis bersama Yuan Yao, seorang profesor di Departemen Ekologi Industri dan Sistem Berkelanjutan dari Sekolah Lingkungan Yale (YSE), menjelaskan proses dekonstruksi matriks berpori dari kayu alami menjadi bubur kertas. Para peneliti mengklaim bahwa material yang dihasilkan menunjukkan kekuatan mekanik yang tinggi, ketahanan terhadap retensi cairan dan ketahanan terhadap sinar UV. Itu juga dapat didaur ulang atau dengan aman dibiodegradasi di lingkungan alam dan memiliki dampak yang lebih kecil pada siklus hidup lingkungan dibandingkan dengan plastik berbasis minyak bumi dan plastik biodegradable lainnya.

“Ada banyak orang yang mencoba mengembangkan polimer semacam ini menjadi plastik, tetapi benang mekanis tidak cukup baik untuk menggantikan plastik yang kita gunakan sekarang yang sebagian besar terbuat dari bahan bakar fosil,” kata Yao. “Kami telah mengembangkan proses produksi yang sederhana dan mudah yang menghasilkan plastik berbasis kayu dari biomassa, tetapi juga plastik, yang juga memberikan sifat mekanik yang baik.”

Untuk membuat campuran bubur, para peneliti menggunakan bubuk kayu – residu pengolahan yang biasa dibuang sebagai limbah di penggergajian kayu – dan mendekonstruksi struktur berpori yang longgar dari bubuk tersebut menggunakan pelarut eutektik dalam yang dapat terurai dan dapat didaur ulang (DES). Campuran yang dihasilkan, ditandai dengan jalinan ikatan nano dan hidrogen antara lignin / nanofibril yang diregenerasi lignin dan selulosa, memiliki kandungan padatan tinggi dan viskositas tinggi yang dapat dilemparkan dan digulung tanpa putus.

“Kami telah mengembangkan proses produksi yang sederhana dan mudah yang menghasilkan plastik berbasis kayu dari biomassa, tetapi juga plastik, yang juga memberikan sifat mekanik yang baik.” – Yuan Yao, Profesor Rekanan, Departemen Ekologi Industri dan Sistem Berkelanjutan

Yao kemudian melakukan penilaian siklus hidup komprehensif untuk menguji dampak bioplastik terhadap lingkungan terhadap plastik konvensional. Lembaran bioplastik terkubur di dalam tanah, runtuh setelah dua minggu dan benar-benar runtuh setelah tiga bulan; Selain itu, para peneliti mengklaim bahwa bioplastik dapat dipecah menjadi bubur dengan pencampuran mekanis, yang juga memungkinkan Anda memulihkan dan menggunakan DES kembali.

“Itulah yang membuat plastik ini bagus: dapat didaur ulang atau didegradasi secara biologis,” kata Yao. “Kami telah meminimalkan semua bahan dan limbah yang jatuh ke alam.”

Bioplastik memiliki banyak aplikasi, kata Lianbin Hu, seorang profesor di Center for Material Innovation di University of Maryland dan salah satu penulis artikel. Dapat direkatkan menjadi film yang dapat digunakan dalam kantong dan kemasan plastik – salah satu kegunaan utama plastik dan penyebab limbah. Hu juga mengatakan bahwa karena bioplastik dapat dicetak menjadi berbagai bentuk, maka bioplastik juga dapat digunakan dalam pembuatan otomotif.

Tim peneliti terus menyelidiki salah satu potensi dampak terhadap hutan jika produksi bioplastik ini meningkat. Meskipun produk sampingan kayu saat ini digunakan dalam proses tersebut, para peneliti sangat menyadari bahwa produksi skala besar mungkin memerlukan kayu dalam jumlah besar, yang dapat berdampak luas bagi hutan, pengelolaan lahan, ekosistem, dan perubahan iklim. sebutkan beberapa.

Yao mengatakan tim peneliti telah mulai bekerja dengan ahli ekologi hutan untuk membuat model pemodelan hutan yang menghubungkan siklus pertumbuhan hutan dengan proses produksi. Dia juga melihat peluang untuk berkolaborasi dengan orang-orang yang bekerja di bidang kehutanan di YSE – kenyamanan yang luar biasa.

“Seorang insinyur tidak bisa sering berjalan di lorong dan berbicara dengan ahli kehutanan,” kata Yao.

Tahun lalu, Yao, seorang ilmuwan di bidang ekologi industri, masuk ke fakultas YSE. Penelitiannya meneliti implikasi lingkungan dan ekonomi dari teknologi baru dan proses industri, mengintegrasikan pendekatan interdisipliner dalam ekologi industri, teknik berkelanjutan, dan pemodelan sistem untuk mengembangkan teknik yang mempromosikan pendekatan dan kebijakan teknik yang lebih berkelanjutan.

Referensi: “Bioplastik lignoselulosa yang tahan lama, dapat terurai secara hayati, dan dapat didaur ulang” Qingqing Xia, Chaodi Chen, Yungang Yao, Jiango Li, Shuaiming He, Yubin Zhou, Teng Li, Xuejun Pan, Yuan Yao, 25 Maret 20, Langbin Hu Keberlanjutan alam.
DOI: 10.1038 / s41893-021-00702-w

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Penerima Quantum-Enhanced Canggih Meningkatkan Komunikasi Serat Optik

Ilustrasi yang menunjukkan bagaimana pendeteksian foton yang unik digunakan untuk umpan balik. Setelah parameter yang benar untuk balok referensi telah ditetapkan, status input...

Video yang ditingkatkan menunjukkan debu selama penerbangan helikopter cerdas NASA ke Mars

Per Laboratorium Propulsi Jet 21 April 2021 https://www.youtube.com/watch?v=2aADYG4KaKc NASAHelikopter Ingenuity dapat dilihat di sini lepas landas, meluncur, dan kemudian mendarat di permukaan Mars pada 19 April 2021....

Terkadang menggunakan gelombang ultrasonik untuk membuat pola yang tidak berulang

Pola dua dimensi kuasiperiodik. Kredit: Atas kebaikan Fernando Guevara Vasquez Proses menghasilkan pola kuis dapat menghasilkan materi yang dapat disesuaikan. Matematikawan dan insinyur di Universitas...

Tinta Polimer Konduktif Baru Membuka Jalan bagi Barang Elektronik Cetak Generasi Berikutnya

Para peneliti di Universitas Linköping di Swedia telah mengembangkan pewarna polimer yang stabil dengan konduktivitas tinggi. Material tipe-n baru hadir dalam bentuk tinta...

Gorila Gunung Dapat Menggunakan Irama Dada Untuk Membesarkan Diri

Payudara pria berdebar kencang. Pendanaan: Jordi Galbany / Dian Fossey Gorilla Fund Memukul dada dengan gorila gunung - dengan cepat mengetuk dada dengan tangan...

Newsletter

Subscribe to stay updated.