Kuchenna chemia staje się materiałem przyszłości
Podstawą sukcesu jest chemiczna budowa samego oleju. Zawarte w nim trójglicerydy to związki bogate w długie łańcuchy węglowodorowe, podobne do tych, które nadają wytrzymałość i elastyczność polietylenowi. Zespół pod kierunkiem Nargarjuny Mahadasa opracował metodę rozkładania tych struktur na prostsze składniki, diole, które następnie służą jako monomery do syntezy nowych poliestrów. Istotną różnicą w porównaniu z konwencjonalnymi tworzywami jest rodzaj wiązań chemicznych. Powstałe w tym procesie wiązania estrowe sprawiają, iż materiał jest biodegradowalny i nadaje się do ponownego przetworzenia. Mimo to zachowuje pożądane cechy mechaniczne, takie jak odporność na wilgoć czy elastyczność, typowe dla polietylenu niskiej gęstości. Największą zaletą jest jednak fakt, że do jego produkcji nie jest potrzebna ropa naftowa.
Czytaj też: Nowa rodzina kryształów zwróciła oczy całego naukowego świata. To przełom w projektowaniu materiałów
Najbardziej imponującym efektem prac jest klej o niezwykłych właściwościach wytrzymałościowych. Podczas laboratoryjnych testów utrzymał on połączone płyty stalowe, gdy holowano nimi samochód osobowy. Pojazd ważył od 1400 do 1600 kilogramów, co pokazuje realną siłę tego biopochodnego spoiwa. Badacze sprawdzali jego działanie na różnych powierzchniach: od stali nierdzewnej i aluminium po zwykły karton. Klej wytrzymywał obciążenie sięgające 122 kilogramów bez zerwania połączenia. Co ciekawe, można go aplikować standardowym pistoletem do klejenia na gorąco, a to znacznie ułatwia potencjalne użycie. Tworzy on mocne, lecz odwracalne wiązania, co jest przewagą nad trwale łączącymi żywicami epoksydowymi i ułatwia późniejszy demontaż.
Materiały te dorównują polietylenowi niskiej gęstości pod względem elastyczności i wytrzymałości, a także znacząco przewyższają komercyjne kleje pod względem wytrzymałości na ścinanie, tworząc mocne, lecz tymczasowe wiązania z wieloma podłożami, oferując bezpieczeństwo, łatwość obsługi i możliwość usunięcia – podkreśla Mahadas
Od kuchennych odpadów do przemysłowych zastosowań
Skala dostępności surowca jest ogromna. Restauracje, zakłady spożywcze i gospodarstwa domowe generują miliony ton tego odpadu rocznie. Dotychczas główną alternatywą dla utylizacji było przetwarzanie go na biopaliwa. Opracowana technologia otwiera jednak zupełnie nową ścieżkę, czyli produkcję wysokowydajnych materiałów. Jak podkreśla Mahadas, jego zespół pokazał potencjał niejadalnych odpadów biomasy jako odnawialnego surowca. W porównaniu z tradycyjnym polietylenem, nowe polimery oferują wyraźne korzyści środowiskowe, ponieważ nie opierają się na paliwach kopalnych i mogą podlegać recyklingowi lub biodegradacji.
Czytaj też: Ameryk-241 rewolucjonizuje misje międzygwiezdne. Z odpadu jądrowego stanie się kosmicznym skarbem
Perspektywy zastosowań wykraczają poza branżę klejów. Materiał nadaje się potencjalnie do wytwarzania opakowań, elementów konstrukcyjnych o mniejszym obciążeniu czy powłok ochronnych. Prawdziwym wyzwaniem będzie teraz przeniesienie procesu z laboratorium na skalę przemysłową, co zawsze wiąże się z kwestiami ekonomii i logistyki. Technologia wydaje się obiecująca, choć kluczowe będą teraz koszty produkcji, stabilność jakości surowca wtórnego oraz efektywność energetyczna całego procesu.