Микрогранулы — это маленькие шарики из пластика размером менее 0,5 мм, которые добавляют в средства личной гигиены и чистящие средства, включая косметику, солнцезащитные кремы и наполнители, чтобы придать им гладкую текстуру. Однако они слишком малы, чтобы их можно было удалить с помощью систем фильтрации сточных вод, и поэтому они попадают в реки и океаны, где они попадают в организм птиц, рыб и других морских обитателей.
Подсчитано, что в результате одного ливня в океан может попасть 100 000 пластиковых частиц, что составляет восемь миллионов тонн пластика, попадающего в океан каждый год. Есть опасения, что частицы могут попасть в пищевую цепочку, нанести вред дикой природе, но также потенциально могут попасть в нашу пищу.В результате недавней кампании экологических групп правительство Великобритании обязалось запретить использование пластиковых микрогранул в 2017 году.
Теперь исследовательская группа из Центра устойчивых химических технологий (CSCT) при университете разработала способ производства биоразлагаемой возобновляемой альтернативы пластиковым микрошарикам в масштабируемом непрерывном производственном процессе.Бусины изготовлены из целлюлозы, которая является материалом, из которого образуются прочные волокна древесины и растений. В этом процессе наши ученые растворяют целлюлозу, превращая ее в крошечные шарики, образуя капли, которые затем «застывают».
Эти микрогранулы достаточно прочные, чтобы оставаться стабильными при мытье тела, но они могут быть разрушены организмами при очистке сточных вод или даже в окружающей среде за короткий период времени.
Исследователи предполагают, что они могут использовать целлюлозу из целого ряда «отходов», в том числе из бумажной промышленности, в качестве возобновляемого источника сырья.Они опубликовали свои результаты в журнале ACS Sustainable Chemistry and Engineering.
Доктор Джанет Скотт, читатель кафедры химии и член CSCT, сказала: «Микрошарики, используемые в косметической промышленности, часто изготавливаются из полиэтилена или полипропилена, которые дешевы и просты в изготовлении. Однако эти полимеры получают из масла, и они на то, чтобы разрушиться в окружающей среде, потребуются сотни лет.«Мы разработали способ изготовления микрогранул из целлюлозы, которая не только из возобновляемого источника, но и биоразлагается до безвредных сахаров.«Мы надеемся, что в будущем их можно будет использовать как прямую замену пластиковым микрошарикам».
Давиде Маттиа, профессор химического машиностроения и член CSCT, сказал: «Наша цель состояла в том, чтобы разработать непрерывный процесс, который можно было бы масштабировать для производства. Мы достигли этого, работая вместе с самого начала, объединяя проектирование процесса и оптимизацию химии, показывая сила междисциплинарного подхода, который мы имеем в CSCT ».
Гранулы изготавливаются из раствора целлюлозы, который проталкивается через крошечные отверстия в трубчатой мембране, образуя сферические капли раствора, которые смываются с мембраны с помощью растительного масла. Затем шарики собирают, застывают и отделяют от масла перед использованием.
Физические свойства шариков можно изменить, изменив структуру целлюлозы, например, сделав шарики более твердыми. Команда, возглавляемая доктором Скоттом, в которую входят профессор Давид Маттиа (химическая инженерия) и профессор Карен Эдлер (химия), также только что получила финансирование в размере чуть более 1 миллиона фунтов стерлингов от инженерного отдела. Совет по исследованиям в области физических наук для разработки пористых шариков, капсул и микрогубок.
Они будут работать с промышленными партнерами над разработкой материалов, которые можно использовать в косметике и товарах личной гигиены, или пропитывать агрохимикатами для использования, например, в удобрениях с медленным высвобождением.