Mówi: | Brian Kaczmarczyk |
Firma: | Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej |
Biodegradowalne materiały mogą rozwiązać problem zanieczyszczenia plastikiem. Na razie to jednak kosztowna alternatywa
Biotworzywa mogą się w przyszłości stać realną alternatywą dla tworzyw sztucznych, które dziś w wielu zastosowaniach są bardzo trudne do zastąpienia. W Łukasiewiczu – Instytucie Chemii Przemysłowej trwają prace nad nowoczesnymi technologiami biodegradowalnych materiałów, które mogą się przyczynić do zmniejszenia skali zanieczyszczenia plastikiem. Na razie jednak są to kosztowne alternatywy.
Tworzywa sztuczne zaczęły być powszechnie stosowane około 1950 roku. Wówczas ich produkcja wyniosła ok. 2 mln t. Ze względu na konsumpcyjny tryb życia, rosnący handel, bardziej restrykcyjne przepisy dotyczące przechowywania żywności czy większy popyt na materiały budowlane ich produkcja znacząco wzrosła i w 2024 roku wyniosła 400 mln t.
– W związku z produkowaniem na masową skalę tworzyw sztucznych, choć stosujemy recykling materiałów i staramy się je odzyskiwać, to zagrożenie jest dość wysokie. Rozwiązania ekologiczne są obecnie dość kosztowne w porównaniu do rozwiązań klasycznych polimerowych, niemniej jednak rozwój materiałów biodegradowalnych jest bardzo ważny. Jeżeli z 400 mln t tworzyw sztucznych rocznie 75 proc. trafia do środowiska, to w najbliższym czasie przy takim tempie wzrostu liczby ludności będzie bardzo duży problem, żeby ten plastik później zagospodarować – mówi agencji Newseria Brian Kaczmarczyk z Sekcji Biomateriałów Grupy Badawczej Technologii Polimerów w Łukasiewiczu – Instytucie Chemii Przemysłowej.
Zdecydowana większość tworzyw sztucznych to materiały „nieśmiertelne”, które rozkładają się setki, a w przypadku butelek PET – nawet tysiąc lat. Fragmenty tworzyw sztucznych, czyli mikroplastik, są już niemal wszędzie – w powietrzu, wodzie i glebie. Przytaczane przez ekspertów IChP dane Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody wskazują, że największym źródłem mikroplastiku są tekstylia syntetyczne (35 proc.), 28 proc. pochodzi z opon samochodowych, a 24 proc. z kurzu miejskiego.
Jednocześnie tworzywa sztuczne to materiały, które bardzo trudno zastąpić ze względu na ich właściwości – są bowiem trwałe, odporne na warunki atmosferyczne i chemiczne, niezwykle plastyczne i względnie tanie w produkcji. Naukowcy z Łukasiewicza – IChP pracują nad biotworzywami, które mogą być alternatywą dla tworzyw sztucznych. Dzięki swojej biodegradowalności mogą się przyczynić do rozwiązania problemu zanieczyszczenia plastikiem i nadmiernej ilości odpadów. Biodegradowalność to zdolność materiału do rozkładu na proste, nieszkodliwe związki, takie jak dwutlenek węgla, woda i biomasa, dzięki działaniu mikroorganizmów – bakterii, grzybów czy alg. Szczególnym przypadkiem biodegradacji jest kompostowalność, czyli rozkład w kontrolowanych warunkach, po którym pozostałości wzbogacają glebę w składniki odżywcze, nie powodując jej zanieczyszczenia.
– Materiały biodegradowalne coraz częściej znajdują zastosowanie jako alternatywy dla polimerów pozyskiwanych z paliw kopalnych. Materiały opracowane, m.in. w naszej grupie, są dobrą alternatywą, ponieważ mają podobne właściwości do polipropylenu lub polietylenu, jednocześnie będąc biodegradowalnymi. Na przykładzie alkoholu poliwinylowego i chitozanu udało nam się opracować materiały, które mogą być zastosowane do opakowań spożywczych, również na szeroką skalę, co też przedstawia poziom aplikacyjny naszych rozwiązań na poziomie TRL 4, które dostały już zgłoszenia patentowe – wskazuje Brian Kaczmarczyk.
Jak podaje instytut, alkohol poliwinylowy, który podobnie jak polietylen jest pozyskiwany z paliw kopalnych, ma zdolność do biodegradacji. Z uwagi na swoje właściwości, takie jak przezroczystość, elastyczność czy rozpuszczalność w wodzie, znalazł wiele zastosowań jako ekologiczny zamiennik dla polietylenu. Naturalnym polimerem jest z kolei chitozan otrzymywany z chityny, substancji budującej pancerzyki skorupiaków, ale również ściany komórkowe grzybów. Oprócz tego, że jest biodegradowalny, ma właściwości przeciwbakteryjne – zapobiega psuciu się żywności i można go stosować do produkcji opakowań aktywnych, które chronią jedzenie przed psuciem i ograniczają rozwój drobnoustrojów.
Zastosowanie odpowiednich plastyfikatorów, takich jak ciecze głęboko eutektyczne, w obu polimerach pozwala na otrzymanie elastycznych materiałów, które nadają się do przechowywania żywności oraz wykazują właściwości przeciwdziałające rozwojowi pleśni.
– Z reguły większość rozwiązań opierających się na biomateriałach jest jednak w obecnych czasach bardziej kosztowna niż tradycyjne tworzywa z materiałów polimerowych, z uwagi na konieczne zastosowanie odpowiednich plastyfikatorów, które byłyby biodegradowalne, i innych mieszanek, które jednak muszą spełniać bardzo ścisłe i restrykcyjne normy, żeby mogły się nazywać biodegradowalnymi – ocenia naukowiec z Łukasiewicza – IChP.
Niedawno zespół instytutu opracował i opatentował poli-3-hydroksymaślan (P3HB), czyli nowy biopolimer z grupy PHA (polihydroksyalkanianów). Produkt jest wytwarzany z wykorzystaniem modyfikowanych genetycznie bakterii Escherichia coli. Mikroorganizmy, czerpiąc substancje pokarmowe z odpadów poprodukcyjnych (np. cukier z melasy), wytwarzają wewnątrz swoich komórek polimer. Jest on w kolejnych etapach uwalniany, ekstrahowany i oczyszczany, w ten sposób można go użyć jako ekologiczną alternatywę dla tradycyjnych tworzyw sztucznych, a następnie poddać recyklingowi. Twórcy rozwiązania podkreślają, że może być ono szeroko wykorzystywane w przemyśle, rolnictwie, farmacji i kosmetologii. Przykładowo zastosowanie go w medycynie pozwala na stworzenie leków o spowolnionym uwalnianiu substancji czynnej.
– Materiały biodegradowalne wymagają odpowiedniej infrastruktury do jej wytworzenia, ale przede wszystkim odpowiedniej infrastruktury do jej przetwarzania. Większość związków, które są odpowiednio używane, nie spełnia warunków kompostowalności, a potencjalny użytkownik z reguły będzie miał małą wiedzę i szansę na to, żeby odróżnić materiał, który jest produkowany z paliw kopalnych, od materiału, który jest produkowany z polimerów naturalnych – przekonuje Brian Kaczmarczyk. – Dlatego bardzo duże znaczenie będzie miała świadomość konsumencka, a następnie wprowadzanie całej infrastruktury, która byłaby w stanie odbierać te odpady i zawracać je z powrotem do środowiska lub odpowiednio rozkładać.
Jak podkreśla, biodegradowalne materiały nie są w stanie zastąpić wszystkich tworzyw sztucznych w różnych zastosowaniach, dlatego potrzebne jest równoległe rozbudowywanie infrastruktury, która umożliwi zamknięty obieg materiałów i efektywny recykling tworzyw niebiodegradowalnych.
Czytaj także
- 2025-04-25: Piwo bezalkoholowe stanowi już 6,5 proc. sprzedaży browarów. Konsumenci świadomie ograniczają spożycie alkoholu
- 2025-04-29: Coraz mniej kredytów bankowych płynie do polskiej gospodarki. Przed sektorem duże wyzwania związane z finansowaniem strategicznych projektów
- 2025-04-30: W Centralnym Rejestrze Umów znajdą się wydatki publiczne powyżej 10 tys. zł. Z powodu tak wysokiego progu wiele umów pozostanie niejawnych
- 2025-04-25: Rząd zapowiada nową strategię wspierającą polski kapitał. Rodzimym firmom przyda się promocja ze strony instytucji państwowych
- 2025-04-23: Rząd planuje dalsze zmiany w opiece wczesnodziecięcej. Ma to pomóc odwrócić negatywne trendy demograficzne
- 2025-04-15: 400 gmin w Polsce nie ma na swoim terenie apteki i sytuacja co roku się pogarsza. Samorządowcy apelują o zmiany w prawie
- 2025-04-07: Księża zgłaszają duże poczucie zagrożenia. Połowa badanych doświadczyła agresji w ostatnim roku
- 2025-04-07: Duże zmiany w globalnym handlu. Polska może stracić nawet 0,43 proc. PKB
- 2025-04-04: Wykluczenie cyfrowe szczególnie dotyka generacji silver. T-Mobile wystartował z darmowymi kursami z obsługi smartfona
- 2025-04-11: Niektóre państwa członkowskie mają dużą skłonność do nadregulacji prawa unijnego. Bariery wewnątrz Unii mają efekt podobny do wysokich ceł
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Prawo

Duże projekty fotowoltaiczne w Polsce mocno spowolnione. Największymi problemami nadmierna biurokracja i chaos interpretacyjny
Długotrwałe procedury, nadmierna biurokracja i często niejednoznaczne interpretacje przepisów hamują rozwój fotowoltaiki w Polsce – wynika z raportu Polskiego Stowarzyszenia Fotowoltaiki. Inwestorzy wskazują uzyskanie warunków przyłączenia jako najbardziej problematyczny etap procesu inwestycyjnego. Barierą jest też skala wydanych odmów przyłączenia do sieci, co odstrasza inwestorów. Zmiany są konieczne, zwłaszcza w kontekście dyrektywy RED III, która wskazuje na konieczność przyspieszenia, uproszczenia i ujednolicenia procedur administracyjnych dla inwestycji w OZE.
Konsument
Czterech na 10 Polaków miało do czynienia z deepfake’ami. Cyberprzęstępcy coraz skuteczniej wykorzystują manipulowane treści

Deepfaki, czyli wygenerowane bądź też zmanipulowane przez sztuczną inteligencję zdjęcia, dźwięki lub treści wideo, to jedna z najbardziej kontrowersyjnych technologii naszych czasów. Do jej tworzenia wykorzystywane są zaawansowane algorytmy AI, dlatego użytkownikom coraz trudniej jest odróżnić treści rzeczywiste od fałszywych. Z raportu „Dezinformacja oczami Polaków 2024” wynika, że cztery na 10 badanych osób miało do czynienia z takimi treściami. To o tyle istotne, że deepfaki bywają wykorzystywane do manipulacji, szantażu, niszczenia reputacji, oszustw i wyłudzeń finansowych.
Ochrona środowiska
Państwowa Agencja Atomistyki przygotowuje się do nadzoru nad pierwszą polską elektrownią jądrową. Kluczową kwestią jest bezpieczeństwo

Trwają przygotowania do budowy pierwszej w Polsce elektrowni jądrowej na Pomorzu. Zgodnie z harmonogramem przedstawianym przez rząd fizyczna budowa ma ruszyć w 2028 roku, a początek eksploatacji pierwszego bloku planuje się na 2036 rok. Również Państwowa Agencja Atomistyki przygotowuje się do realizacji zadań związanych z dozorem nad budową, rozruchem i eksploatacją nowej jednostki. Kluczowe są kwestie związane z bezpieczeństwem jądrowym i ochroną radiologiczną obiektu.
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.