Ett forskarteam vid University of Washington (UW) i USA har utvecklat en ny bioplast som tillverkas av pulvriserade blå-gröna mikroalger, som vanligtvis är kända under namnet spirulina. Bioplasten är bland annat brandsäker och nedbrytbar i hemkomposter.
(2023-08-17) Forskarteamet, som leds av Eleftheria Roumeli, biträdande professor i materialvetenskap och teknik vid UW, framställer bioplasten genom att med värme och tryck forma spirulina-pulver till olika former, dvs i princip samma bearbetningsteknik – termoformning – som används för att skapa produkter av konventionell. oljebaserad plast.
I en artikel på UW:s hemsida skriver universitetet att produkter av den spirulina-baserade bioplasten har mekaniska egenskaper som är jämförbara med engångsprodukter av fossila plaster.
Det är inte första gången bioplast tillverkas av spirulina-alger, men UW-forskarna hävdar att deras nya spirulina-plast är betydligt starkare och mer formbar än tidigare versioner.
”Vi strävade efter att skapa en plast som är såväl biologiskt härledd som biologiskt nedbrytbar i hemkomposter, samtidigt som den skulle vara bearbetbar, skalbar och återvinningsbar”, säger Eleftheria Roumeli.
Forskarna uppger att deras nya bioplast från spirulina-alger bryts ner i en hemkompost lika snabbt som exempelvis ett bananskal.
”De bioplaster vi har utvecklat med enbart spirulina har inte bara en nedbrytningsprofil som liknar organiskt avfall, utan är också i genomsnitt tio gånger starkare och styvare än tidigare rapporterade spirulina-baserade bioplaster. Dessa egenskaper öppnar upp nya möjligheter för praktisk tillämpning av spirulina-baserad plast i olika industrier, inklusive livsmedelsförpackningar för engångsbruk eller hushållsplaster, såsom flaskor, tråg, m. fl.”, framhåller Eleftheria Roumeli.
Brandsäker
Förutom sina mekaniska egenskaper har det visat sig att spirulina-bioplasten har unika brandsäkra egenskaper.
”När plasten utsätts för brand slocknar den omedelbart av sig själv, till skillnad från många traditionella plaster som antingen förbränns eller smälter. Denna eldsäkra egenskap gör att spirulina-baserade plaster med fördel kan användas i applikationer där traditionella icke-brandsäkra plaster inte är lämpliga, till exempel som ställ och hyllor i datacenter där systemen som används för att hålla servrarna svala kan bli väldigt varma”, säger Hareesh Iyer, doktorand i materialvetenskap och ingenjörsvetenskap vid UW och en av forskarna i teamet bakom den nya bioplasten.
Att plasten kan termoformas direkt från pulvriserade spirulina-alger innebär bland annat att användare inte behöver investera i helt nya produktionslinjer utan kan använda befintliga tillverkningslinjer med endast smärre anpassningar.
”Med vår tillverkningsmetod har vi tagit fram en bioplast som är direkt skalbar från laboratoriemiljö till produktion i industriell skala. Många bioplaster tillverkas i dag av molekyler som utvinns från biomassa som exempelvis tång, men dessa måste blandas med exempelvis prestandamodifierare och bilda en lösning, innan de kan extruderas eller formas på annat sätt. Sådana bioplastmaterial är inte direkt skalbara från labb till industriproduktion”, säger Eleftheria Roumeli.
Förutom att vara bionedbrytbar i hemkompost kan spirulina-plasten från UW även återvinnas och omformas till nya produkter.
” Vår spirulina-bioplast är återvinningsbar genom mekanisk återvinning, vilket gör den mycket användbar. Men den är alltså också biologisk nedbrytbar och även om det inte är ett idealiskt slutscenario för plaster, så är det en extra bonus att vår bioplast bryts ned snabbt i miljön”, påpekar Eleftheria Roumeli.
Inte redo för industrin
Om spirulina Spirulina är det vetenskapliga namnet på ett släkte ätbara, trådbildande, spiralformade cyanobakterier, formellt klassificerade som blå-gröna mikroalger. |
Forskar-teamet från UW framhåller i sin rapport att trots alla positiva egenskaper som den nya spirulina-bioplasten uppvisar, så är den ännu inte riktigt redo för industriell användning. Till exempel har det visat sig att produkter i den nya plasten visserligen är starka men samtidigt också sköra och spröda. En annan utmaning, som forskarna måste lösa, är att spirulina-plasten är känslig för vatten.
”Du vill inte att det regnar på dessa material!”; säger Hareesh Iyer.
Teamet vid University of Washington arbetar nu vidare med dessa frågor och deras förhoppning är att de ska kunna designa spirulina-baserade bioplaster med olika och skräddarsydda egenskaper, för att på så sätt skapa ett sortiment av bioplaster med samma variation av egenskaper som konventionella oljebaserade plaster.
Jerry Pettersson/JP Press Agency © 2023
jp.press@jppa.one
Bilden överst: Mallory Parker, en av forskarna i teamet vid University of Washington, håller upp en kub tillverkad av spirulina-baserad bioplast. (Bild Mark Stone/UW)
