Je pevný, ale umí se rozložit na povel. Vědci pracují na sebedestruktivním plastu

Chemici se snaží objevit takový materiál, který je sice pevný, ale v případě potřeby se rozpadne zpět na molekuly. Pomohl by jim v boji se znečištěním planety plastovým odpadem.

Vynalezení plastu v polovině minulého století znamenalo obrovský pokrok. Je pevný, dlouho vydrží a může být prakticky nezničitelný. Dnes je ale tato vlastnost naopak velkou nevýhodou. A tak se hledá nový materiál, který se – když už nebude potřeba – sám zničí.

Plast je levný a vydrží téměř všechno. Ročně se ho po celém světě vyrobí zhruba 300 milionů tun. Jenže se nestíhá recyklovat, a odpad tak zamořuje planetu, především oceány, do kterých ho vyplavují znečištěné řeky. V mořích vydrží klidně stovky let.

Lidstvo se s tím snaží bojovat nejrůznějším způsobem. Obchody omezují využívání plastových tašek, zákony zakazují výrobu a prodej jednorázových plastů a vědci mezitím vyrábějí nový druh plastu. Takový, který namísto náročné recyklace zkrátka půjde nechat zmizet.

„Jsou to dvě diametrálně odlišná kritéria, která se tady snažíme zvládnout,“ říká americký chemik Adam Feinberg z Univerzity v Illinois. Podle něj je snazší sestrojit robustní kus plastu a vytvarovat ho podle potřeby, aniž by se zničil. Mnohem horší požadavek je, aby se rozložil „na povel“.

Během pokusu v univerzitní laboratoři se ale Feinbergovi přesně takový materiál podařilo vytvořit.

Vědec z něj vyrobil univerzitní logo, jehož část se působením bílého světla rozpadla. Ovšem ne tak, že by se roztavila. Syntetické polymery, jakési stavební bloky, se rozložily zpět na molekulární jednotky. „Byl to fenomenální pocit,“ svěřil se chemik americkému listu New York Times.

Lepší než biologicky rozložitelný materiál

O výrobu plastu s vlastním mechanismem sebezničení usilují vědci už několik posledních let. „Trik spočívá v tom, vytvořit ho tak, aby byl stabilní, když ho používáte, a nestabilní, když už ho používat nechcete,“ cituje deník dalšího amerického výzkumníka, vedoucího Střediska pro udržitelné polymery na Univerzitě v Minnesotě Marka Hillmyera.

Odborníci proto zaměřili svoji pozornost k polymerům, které dříve přehlíželi právě kvůli jejich zdánlivé křehkosti a nestabilitě. Vytvářejí z nich pevné materiály, které pak vystaví určitým podmínkám a ony se rozpadnou zpět na jednotlivé molekuly. Ty pak mohou sloužit jako stavební materiál pro další plastový výrobek, čímž by se velmi zdokonalila jejich recyklace.

V současnosti se plasty recyklují tak, že se roztaví a z té samé hmoty se vymodeluje něco nového.

Klíčové je, aby se struktury polymerů rozpadly až za působení konkrétních podmínek, tedy až dostanou „povel“ se zničit. V tom tkví rozdíl mezi biologicky rozložitelným materiálem a plastem, který má v sobě zabudovaný kontrolovatelný mechanismus sebedestrukce.

Tato chemická recyklace má jediný háček: cenu. Například u igelitových tašek, sáčků nebo rybářských sítí se vyplatí vyrobit nové, a ne je složitě rozkládat na molekuly v laboratořích. Výroba ve srovnání s tím v podstatě nic nestojí.

Může jít jen o čas

Na začátku srpna informoval vědecký web Live Science o studii německých chemiků z Technické univerzity v Mnichově, kterým se podařilo vytvořit materiál, jehož trvanlivost byla předem časově vymezená. Po určité době se sám rozpadl na molekuly.

„Existují materiály, které raději zůstávají ve formě základních stavebních kamenů. Raději se rozpadnou,“ vysvětloval spoluautor studie Job Boekhoven. Se svými kolegy se zaměřil na druh materiálu, který potřebuje energii k tomu, aby se udržel v určité formě. Pokud se mu dodá jen omezené množství energie, vydrží existovat jen omezený čas. Boekhoven a jeho kolegové tak například přišli na to, jak vytvořit mizící inkoust.

Využití materiálu, který se sám rozpadne a „zmizí“, ale může být mnohem praktičtější. Odborníci si od něj hodně slibují především v biomedicíně. Implantáty vyrobené z takového materiálu by se pak nemusely z těl pacientů odstraňovat chirurgicky, protože by po čase zmizely samy.

Autor: Simona Fendrychová
Zdroj: Aktuálně