Perinteiset muovit ovat haitallisia ympäristölle, koska ne valmistetaan uusiutumattomista petrokemikaaleista, niiden valmistukseen tarvitaan korkeita lämpötiloja ja myrkyllisiä kemikaaleja ja niiden hajoaminen kestää satoja vuosia. Vain pieni osa niistä kierrätetään, ja loput sijoitetaan kaatopaikoille, poltetaan tai hävitetään. ympäristön saastuttaminen .
Kasviperäisistä lähteistä, kuten maissitärkkelyksestä ja merilevästä, peräisin olevat vaihtoehtoiset muovit ovat kasvattamassa suosiotaan niiden uusiutuvan ja biohajoavan luonteen vuoksi. Niiden valmistus on kuitenkin energiaintensiivistä ja niiden kierrättäminen on vaikeaa.
Dayong Yang ja hänen kollegansa Tianjinin yliopistossa Kiinassa ovat kehittäneet muovin, joka ratkaisee nämä ongelmat. Se syntetisoidaan sitomalla pieniä DNA-juosteita kovalenttisesti kasviöljystä peräisin olevaan kemikaaliin, jolloin syntyy pehmeä, geelimäinen materiaali. Geeli voidaan muovata muottiin ja jähmettää sitten pakastekuivausprosessilla, joka poistaa kosteuden muovista.geeliä erittäin alhaisissa lämpötiloissa.
Tutkijat loivat tällä tekniikalla lasin (kuvassa yllä), kolmionmuotoisen prisman, palapelin paloja ja DNA-molekyylin mallin (kuvassa alla). Sitten he kierrättivät nämä esineet liottamalla niitä vedessä, jolloin niistä tuli takaisin geeliä, jota voitiin muokata uudelleen.
"Pidän tässä muovissa siitä, että se voidaan hajottaa ja koota uudelleen", sanoo Damian Laird australialaisesta Murdochin yliopistosta. "Vaikka suurin osa tutkimuksesta on keskittynyt biohajoavien biomuovien kehittämiseen, jos haluamme tosissamme siirtyä aktiiviseen talouteen, meidän on myös pystyttävä kierrättämään ne."
Kuva: Dayong Yang Tianjinin yliopistosta/Kiina
Uuden muovin etuna on myös raaka-aineen laaja saatavuus, sillä maapallolla on noin 50 miljardia tonnia DNA:ta. Yang ja hänen kollegansa poimivat DNA:ta lohen spermasta, mutta hän toteaa, että sitä voitaisiin saada myös uusiutuvista lähteistä, kuten kasvijätteistä, levistä tai bakteereista.
Koska DNA-muovia ei valmisteta korkeissa lämpötiloissa, se tuottaa 97 prosenttia vähemmän hiilidioksidipäästöjä kuin polystyreenimuovi, ja se voidaan Yangin mukaan hajottaa DNA:n pilkkomiseen käytettävien entsyymien avulla, kun sitä ei enää tarvita.
"Tietojemme mukaan DNA-muovimme ovat kestävimpiä tunnettuja materiaaleja", hän sanoo.
Muovin kaksi suurinta haittaa ovat, että se ei ole yhtä lujaa kuin perinteiset petrokemian muovit ja että sen on pysyttävä kuivana, jotta se ei muuttuisi geeliksi. Yangin mukaan se soveltuu siksi paremmin esimerkiksi pakkausmateriaaleihin ja elektroniikkalaitteisiin.
Maryam Naebe australialaisesta Deakinin yliopistosta ehdottaa, että DNA-muovista voitaisiin tehdä vedenpitävää päällystämällä se kovilla kemikaaleilla, kuten paperimukitkin. Yang sanoo, että hänen ryhmänsä aikoo käyttää muovia kaupallisten tuotteiden valmistamiseen. "Tämä on vasta alkua", hän sanoo.
Tutkimus julkaistiin Journal of the American Chemical Society -lehdessä.