Zwitserse onderzoekers ontwikkelen kunststof uit bioafval

Wetenschappers hebben een nieuw type kunststof ontwikkeld dat rechtstreeks wordt vervaardigd uit organisch plantenafval.

Het nieuwe materiaal is eenvoudig te produceren en zou kunnen worden ingezet op allerlei gebieden, van verpakkingen en textiel tot medische toepassingen en elektronica.

De onderzoekers in Zwitserland hebben de techniek al gebruikt voor de productie van verpakkingsfolie, vezels die kunnen worden versponnen tot kleding of ander textiel, en filamenten voor 3D-printen.

Volgens de onderzoekers is conventionele kunststof zo wijdverbreid omdat die lage kosten, hittestabiliteit, mechanische sterkte, verwerkbaarheid en compatibiliteit combineert.

Tot nu toe zijn slechts weinig alternatieve kunststoffen erin geslaagd conventionele kunststof op deze punten te overtreffen, wat cruciaal is voor bredere toepassing.

Om de kunststof te maken, «kookten» de wetenschappers hout en ander niet-eetbaar plantaardig materiaal in goedkope chemicaliën om een kunststofvoorproduct te maken.

De suikerstructuur blijft behouden in de moleculaire structuur van de kunststof, waardoor de chemie veel goedkoper is dan bij andere soorten alternatieve kunststoffen.

De onderzoekers ontdekten dat ze door toevoeging van een aldehydechemicalie delen van het plantenmateriaal konden stabiliseren om vernietiging tijdens de extractie te voorkomen. In plaats van formaldehyde gebruiken ze nu echter glyoxylzuur, een vaste organische verbinding die in de natuur voorkomt en in de industrie wordt gebruikt.

Het team kon eenvoudig «plakkerige» groepen aan beide zijden van de suikermoleculen aanbrengen, waardoor deze als kunststofbouwstenen konden fungeren.

Met deze eenvoudige techniek konden ze tot een kwart van het gewicht van landbouwafval, oftewel 95% van de gezuiverde suiker, omzetten in kunststof.

«De kunststof heeft zeer interessante eigenschappen, vooral voor toepassingen zoals voedselverpakkingen», zei professor Jeremy Luterbacher van de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), die de kunststof heeft ontwikkeld.

«Wat deze kunststof uniek maakt, is de aanwezigheid van een intacte suikerstructuur. Dat maakt de productie ervan ongelooflijk eenvoudig, omdat je niet hoeft te veranderen wat de natuur je geeft, en het is gemakkelijk afbreekbaar, omdat het kan worden teruggevoerd naar een molecuul dat in de natuur al in overvloed aanwezig is.«

De resultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift Nature Chemistry.