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Aug 23, 2023

바이오에 전분을 넣는다

2023년 8월 4일 이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

2023년 8월 4일

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

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교정하다

작성자: Matt Davenport, 미시간 주립대학교

미시간 주립대학교의 최고 포장 학교 연구원들은 석유 기반 플라스틱에 대한 유망하고 지속 가능한 대안을 더욱 생분해적으로 만드는 방법을 개발했습니다.

Rafael Auras가 이끄는 팀은 가정과 산업 환경 모두에서 퇴비화 가능한 바이오 기반 폴리머 혼합물을 만들었습니다. 이 연구는 ACS Sustainable Chemistry & Engineering 저널에 게재되었습니다.

"미국과 전 세계적으로 폐기물, 특히 플라스틱 폐기물에 대한 큰 문제가 있습니다."라고 MSU 교수이자 포장 지속 가능성 분야 Amcor 기부 의장인 Auras가 말했습니다.

미국에서는 플라스틱 폐기물의 10% 미만이 재활용됩니다. 이는 대부분의 플라스틱 폐기물이 결국 쓰레기로 버려져 경제적, 환경적, 심지어 건강상의 문제를 야기한다는 것을 의미합니다.

Auras는 “생분해성 및 퇴비화 가능한 제품을 개발함으로써 폐기물의 일부를 전환할 수 있습니다.”라고 말했습니다. "매립지로 들어가는 양을 줄일 수 있습니다."

또 다른 보너스는 퇴비통으로 보내질 플라스틱의 식품 오염 물질을 청소할 필요가 없다는 점입니다. 이는 효율적인 플라스틱 재활용에 큰 장애물이 됩니다. 재활용 시설에서는 더러운 플라스틱 폐기물을 청소하는 데 시간, 물, 에너지를 소비할지 아니면 그냥 버릴지 선택해야 합니다.

Auras는 "커피잔이나 토마토 소스가 담긴 전자레인지 트레이가 있다고 상상해보세요"라고 말했습니다. "헹구거나 씻을 필요가 없습니다. 그냥 퇴비로 만들면 됩니다."

연구팀은 폴리락트산(PLA)으로 알려진 물질을 사용하여 작업했는데, 이는 여러 면에서 확실한 선택처럼 보입니다. 이는 10년 넘게 포장재에 사용되었으며 석유가 아닌 식물성 설탕에서 추출되었습니다.

적절하게 관리되면 PLA의 폐기물 부산물(물, 이산화탄소, 젖산)은 모두 천연입니다.

또한 연구자들은 PLA가 산업용 퇴비화에서 생분해될 수 있다는 것을 알고 있습니다. 이러한 퇴비통은 가정용 퇴비통보다 바이오플라스틱을 분해하는 데 더 도움이 되는 더 높은 온도와 같은 조건을 만듭니다.

그러나 일부 사람들에게는 PLA를 집에서 퇴비로 만드는 아이디어가 불가능해 보였습니다.

Auras 연구실 그룹의 박사과정 학생이자 새 보고서의 첫 번째 저자인 Pooja Mayekar는 "사람들이 PLA 가정용 퇴비화를 옵션으로 개발한다는 아이디어를 비웃었던 것을 기억합니다."라고 말했습니다. "미생물이 정상적으로 PLA를 공격하여 소비할 수 없기 때문입니다. PLA를 음식으로 활용할 수 있을 정도로 분해되어야 합니다."

산업용 퇴비 설정을 통해 PLA를 해당 지점까지 도달할 수 있지만 이것이 신속하게 또는 완전히 수행된다는 의미는 아닙니다.

Auras는 "사실 많은 산업용 퇴비화 업체는 여전히 PLA와 같은 바이오플라스틱을 받아들이는 것을 꺼리고 있습니다."라고 말했습니다.

미국 농무부와 MSU AgBioResearch의 지원을 받은 실험에서 팀은 PLA가 산업 퇴비화 조건에서 미생물이 소화를 시작하기 전에 20일 동안 가만히 있을 수 있음을 보여주었습니다.

지연 시간을 없애고 가정용 퇴비화의 가능성을 활성화하기 위해 Auras와 그의 팀은 열가소성 전분이라는 탄수화물 유래 물질을 PLA에 통합했습니다. 다른 이점 중 전분은 퇴비화의 미생물이 PLA가 분해되는 동안 더 쉽게 먹을 수 있는 것을 제공합니다.

Mayekar는 "전분 첨가에 대해 이야기할 때 PLA 매트릭스에 전분을 계속 버린다는 의미는 아닙니다."라고 말했습니다. "이것은 전분과 최적의 지점을 찾으려는 노력에 관한 것이었습니다. 그래서 PLA는 다른 특성을 손상시키지 않고 더 잘 분해됩니다."