Képzeljük el, hogy a rovarokat vegyi anyagok forrásaként használjuk olyan műanyagok előállításához, amelyek később biológiailag lebomlanak – ráadásul ugyanezen típusú rovarok segítségével.
Ez a koncepció közelebb bizony áll a valósághoz, mint azt gondolnánk. A kutatók az American Chemical Society (ACS) őszi ülésén ismertetik majd eddigi előrelépéseiket, beleértve a rovarokból származó vegyszerek izolálását és tisztítását, valamint funkcionális bioműanyaggá alakítását is.
„A csapatom 20 éve fejleszt módszereket arra, hogy természetes anyagokat – például cukornádból vagy fákból nyert glükózt – olyan lebontható, emészthető polimerekké alakítsanak, amelyek nem maradnak meg a környezetben” – mondja Karen Wooley, Ph.D. a projekt vezető kutatója. „Ám ezeket a természetes anyagokat olyan erőforrásokból gyűjtik be, amelyeket élelmiszerre, üzemanyagra, építkezésre és szállításra is használnak.”
Így Wooley olyan alternatív források után kezdett kutatni, amelyeknél nincsenek ilyen téren más versenytársak. Kollégája, Jeffery Tomberlin, Ph.D., javasolta neki, hogy esetleg megpróbálhatná a fekete katonalegyek tenyésztése során visszamaradt hulladékokat felhasználni.
Kapcsolódó bejegyzések
Átverés lenne a lebomló műanyag? – Holnapután
A lebomló és komposztálható műanyagok témáját keresztül-kasul átszövik a tévhitek, amire nemritkán a greenwashing is ráerősít.
E legyek lárvái sok fehérjét és egyéb tápláló vegyületet tartalmaznak, így ezeket a rovarokat egyre gyakrabban tenyésztik például állati takarmányozásra. A kifejlett egyedek élettartama azonban a tenyészidő letelte után nagy rövid, ezért ezután egyszerűen kidobják őket. Tomberlin javaslatára ezek a felnőtt tetemek lettek Wooley csapatának új kiindulási anyagai.
Szó szerint szemétből készítünk valami hasznosat
– mondja Cassidy Tibbetts, a Texas A&M Egyetem Wooley laborjában dolgozó végzős hallgató.
Amikor Tibbetts megvizsgálta az elhullott legyeket, megállapította, hogy a kitin az egyik fő összetevőjük. Ez a nem mérgező, biológiailag lebomló, cukoralapú polimer erősíti a rovarok és rákfélék héját vagy külső vázát. Néhány gyártó már használ garnélarákból és rákhéjakból származó kitint különféle alkalmazásokhoz, és Tibbetts is hasonló techológiát alkalmaz etanolos öblítéssel, savas demineralizációval, bázikus fehérjementesítéssel és fehérítő színtelenítéssel a kitin rovartetemekből való kivonására és tisztítására.
A végzős hallgató szerint a légyből származó kitinpor valószínűleg ráadásul tisztább is, mivel hiányzik belőle a hagyományos anyag sárgás színe és csomós állaga. Azt is megjegyzte, hogy a kitin legyekből való kinyerése megoldás lehet a bizonyos tengeri eredetű allergiák miatti aggodalmakra. Egyes kutatók szintén kitint vagy fehérjéket izolálnak a légylárvákból, de Wooley azt állítja, hogy tudomása szerint az ő csapata az első, aki hulladéknak minősülő, kifejlett legyekből származó kitint használ, amelyeket – a lárvákkal ellentétben – nem fordítanak takarmányozásra.
Kapcsolódó bejegyzések
Nem minden az, aminek látszik: Lebomló műanyag – körkép
A lebomló műanyagnak több fajtája létezik, és ezek közül nem mindegyik bomlik le valójában.Az is kérdéses, hogy a lebomló műanyag mennyire oldhatja meg hulladékproblémáinkat.
Miközben Tibbetts tovább finomítja az extrakciós technikáit, Hongming Guo, egy másik végzős hallgató Wooley laboratóriumából a tisztított légy-kitint egy hasonló, kitozán néven ismert polimerré alakítja, amit a kitin acetilcsoportjainak eltávolításával tesz meg. Ez feltárja a kémiailag reaktív aminocsoportokat, amelyek funkcionalizálhatók, majd térhálósíthatók. Ezek a lépések a kitozánt hasznos bioműanyagokká alakítják át, például szuperabszorbens hidrogélekké, amelyek vizet abszorbeáló 3D polimer hálózatok.
Guo olyan hidrogélt állított elő, amely súlyának 47-szeresét képes felszívni a vízben mindössze egy perc alatt. Wooley szerint ez a termék potenciálisan felhasználható lehet a termőföldeken az árvizek felfogására, majd a későbbi aszályok során a víz lassú kiengedésére.
„Itt, Texasban állandóan árvíz vagy aszályos helyzet van” – magyarázza. És mivel a hidrogél biológiailag lebomlik, fokozatosan szabadítja fel a molekuláris komponenseit, tápanyagként szolgálva a növények számára.
Kapcsolódó bejegyzések
Lebomló műanyagok: ígéretes magyar fejlesztés a láthatáron
A Bay Zoltán Kutatóintézet csaknem 30 éve foglalkozik alkalmazott, más néven ipari kutatással.
A csapat elindít egy projektet a kitin monomer glükózaminjaira történő lebontására is. Ezeket a kis cukormolekulákat ezután bioműanyagok, például polikarbonátok vagy poliuretánok előállítására használják fel, amelyeket hagyományosan petrolkémiai anyagokból állítanak elő. A fekete katonalegyek sok más hasznos vegyületet is tartalmaznak, amelyeket a csoport kiindulási anyagként kíván felhasználni, beleértve a fehérjéket, DNS-t, zsírsavakat, lipideket és vitaminokat.
Az ezekből a vegyi építőelemekből készült termékek célja, hogy kidobásuk után lebomoljanak vagy megemésztődjenek, és így nem járulnak hozzá a jelenlegi műanyagszennyezési problémához.
Wooley elképzelése a folyamatról a fenntartható, körkörös gazdaság koncepciójához igazodna:
Végső soron azt szeretnénk, ha a rovarok táplálékforrásként használnák a hulladék műanyagot, majd ezután újra befogva őket ismét műanyagokat lehetne készíteni belőlük.
„Tehát a rovarok nemcsak a műanyagok alapanyagai lennének, hanem az eldobott műanyagokat is elfogyasztanák.”
(forrás: phys.org)
Kiemelt kép: Canva