כיצד פלסטיק עשוי להפתיע לעזור להילחם שינוי האקלים

מה המכונית שלך, טלפון, בקבוק סודה, ונעליים יש במשותף? כולם עשויים בעיקר נפט. זה משאב nonrenewable מקבל מעובד לתוך ערכת צדדי של כימיקלים הנקראים פולימרים - או יותר נפוץ, פלסטיק. מעל 5 מיליארד גלונים של שמן כל שנה מומרים פלסטיק לבד.

פולימרים עומדים מאחורי המצאות חשובות רבות של העשורים האחרונים, כמו הדפסה תלת מימדית. מה שנקרא "הנדסת פלסטיקה", המשמשים יישומים החל הרכב לבנייה לרהיטים, יש תכונות מעולה יכול גם לעזור לפתור בעיות סביבתיות. לדוגמה, הודות פלסטיק הנדסת, כלי רכב הם עכשיו משקל קל יותר, כך שהם מקבלים דלק טוב יותר קילומטראז. אבל ככל שמספר השימושים עולה, כך גם הביקוש לפלסטיק. העולם כבר מייצר מעל 300 מיליון טונות של פלסטיק מדי שנה. המספר יכול להיות שש פעמים עד 2050.

Petro-plastic הם לא כל כך רע כל כך, אבל הם החמצה. למרבה המזל, יש חלופה. המעבר מפולימרים מבוססי נפט לפולימרים המבוססים על ביולוגי עשוי להפחית את פליטות הפחמן על ידי מאות מיליוני טונות מדי שנה. ביו מבוססי פולימרים הם לא רק מתחדשת יותר ידידותי לסביבה לייצר, אבל הם יכולים למעשה יש השפעה מועילה נטו על שינוי האקלים על ידי מתנהג כמו כיור פחמן. אבל לא כל ביו פולימרים נוצרים שווים.

ביו פולימרים מתכלה

ייתכן נתקלת "bioplastics" לפני, כמו כלים חד פעמיים בפרט - פלסטיק אלה נגזרים צמחים במקום שמן. פולימרים ביו כאלה נעשים על ידי אכילת סוכרים, לרוב מקני סוכר, סלק סוכר או תירס, למיקרואורגניזמים המייצרים מולקולות מבשר שניתן לטהר ולהקשר כימית יחד כדי ליצור פולימרים עם תכונות שונות.

הצמח נגזר פלסטיק טובים יותר לסביבה משתי סיבות. ראשית, יש ירידה דרמטית באנרגיה הדרושה לייצור צמחים מבוססי צמחים - בשיעור של עד 80 אחוזים. בעוד כל טון של פלסטיק נגזר נפט מייצר 2-3 טון של CO, זה יכול להיות מופחת על 0.5 טון של טון לכל טון של ביו פולימר, ואת התהליכים רק משתפר.

שנית, פלסטיק מבוסס צמח יכול להיות מתכלה, ולכן הם לא מצטברים במזבלות.

אמנם זה נהדר עבור disposables כמו מזלגות פלסטיק כדי biodegrade, לפעמים חיים ארוכים יותר חשוב - אתה כנראה לא רוצה את לוח המחוונים של המכונית שלך לאט להפוך ערימה של פטריות לאורך זמן. יישומים רבים אחרים דורשים את אותו סוג של עמידות, כגון חומרי בנייה, מכשירים רפואיים, מכשירי חשמל לבית. פולימרים ביו מתכלה הם גם לא למחזור, כלומר יותר צמחים צריכים להיות מבוגר ומעובד ללא הרף כדי לענות על הביקוש.

ביו פולימרים כמו אחסון פחמן

פלסטיקה, ללא קשר למקור, עשויים בעיקר מפחמן - כ 80% לפי משקל. בעוד פלסטיק נגזר נפט אינם משחררים COO באותו אופן שריפת דלקים מאובנים עושה, הם גם לא עוזרים לסלק את כל עודף של מזהם גזי זה - פחמן משמן נוזלי הוא פשוט להמיר פלסטיק מוצק.

ביו פולימרים, לעומת זאת, נגזרות צמחים, אשר משתמשים פוטוסינתזה להמיר CO, מים, אור שמש לסוכרים. כאשר מולקולות הסוכר הללו מומרות לפולימרים ביו-פחם, הפחם ננעל ביעילות מהאטמוספרה - כל עוד הם לא מתפרקים או נשרפים. גם אם ביו פולימרים בסופו של דבר במזבלה, הם עדיין ישרתו את תפקיד אחסון פחמן.

COO הוא רק כ 28 אחוז פחמן לפי משקל, ולכן פולימרים מהווים מאגר עצום שבו לאחסן את זה גז החממה. אם העולם הנוכחי אספקת השנתי של כ -300 מיליון טון של פולימרים היו כל מתכלה ביו מבוססי, זה יהיה שווה לג 'יגון - מיליארד טון - של COU מפורק, כ -2.8 אחוזים של פליטות העולמי הנוכחי. בדו"ח שפורסם לאחרונה, הפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים מתווה לכידת, אחסון ושימוש חוזר בפחמן כאסטרטגיה מרכזית לשינוי האקלים; ביו מבוססי פולימרים יכול לתרום תרומה מפתח, עד 20 אחוזים של הסרת COU נדרש להגביל התחממות כדור הארץ כדי 1.5 מעלות צלזיוס.

שוק הביו-פולימרים הבלתי מזוהם

אסטרטגיות הפחמן הקיימות כיום, כולל אחסון גיאולוגי שמשאיר פליטה של ​​קרקעית המחתרת או החקלאות המתחדשת, המאחסנת יותר פחמן בקרקע, נשענות על מדיניות להניע את התוצאות הרצויות.

בעוד אלה הם מנגנונים קריטיים לשינוי האקלים שינוי, התפיסה של פחמן בצורה של ביו פולימרים יש פוטנציאל לרתום נהג אחר: כסף.

תחרות המבוססת על מחיר לבדה הייתה מאתגרת עבור ביו-פולימרים, אך הצלחות מוקדמות מראות נתיב לקראת חדירה גדולה יותר. היבט אחד מרגש הוא היכולת לגשת chemistries חדש לא נמצא כיום פולימרים הנגזרות נפט.

שקול למחזור. פולימרים מסורתיים מעטים הם באמת למחזור. חומרים אלה למעשה הם לרוב downcycled, כלומר הם מתאימים רק עבור יישומים בעלי ערך נמוך, כגון חומרי בנייה. הודות לכלים של הנדסה גנטית ואנזימית, תכונות כמו מחזור מלא - המאפשרת את החומר כדי לשמש שוב ושוב עבור אותו יישום - יכול להיות מתוכנן לתוך ביו פולימרים מההתחלה.

ביו פולימרים כיום מבוססים בעיקר על מוצרים תסיסה טבעית של מינים מסוימים של חיידקים, כגון ייצור על ידי לקטובצילוס של חומצה לקטית - אותו מוצר המספק את החמיצות בבירות חמוץ. בעוד אלה מהווים צעד ראשון טוב, מחקר חדש מציע את הרבגוניות האמיתית של ביו פולימרים מוגדר להיות משוחרר בשנים הקרובות. הודות ליכולת המודרנית להנדס חלבונים ולשנות DNA, עיצוב מותאם אישית של מבשרי ביו פולימר הוא עכשיו בהישג יד. עם זאת, עולם של פולימרים חדשים הופכים אפשרי - חומרים שבהם COO של היום יהיה מתגוררים בצורה שימושית יותר, יקר יותר.

כדי להגשים חלום זה, יש צורך במחקרים נוספים. בעוד דוגמאות מוקדמות כאן היום - כמו ביו מבוססי חלקית קוקה קולה PlantBottle - bioengineering נדרש להשיג רבים של פולימרים ביו מבטיח ביותר החדש עדיין בשלב המחקר - כמו חלופה מתחדשת סיבי פחמן שניתן להשתמש בהם בכל דבר, החל באופניים ועד להבי טורבינות רוח.

המדיניות הממשלתית התומכת בתפיסת פחמן תעזור גם לאימוץ התנועה. עם סוג זה של תמיכה במקום, שימוש משמעותי של פולימרים ביו כמו אחסון פחמן אפשרי ברגע חמש השנים הקרובות - ציר זמן עם פוטנציאל לתרום תרומה משמעותית כדי לסייע לפתור את משבר האקלים.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי ג 'וזף רולין ו ג' נה א Gallegos. קרא את המאמר המקורי כאן.