Zielone polimery i ich rola w życiu człowieka

Współczesna cywilizacja nieodłącznie związana jest z materiałami polimerowymi. Powszechnie używane w różnych dziedzinach techniki, czy medycyny są często kojarzone wyłącznie z tworzywami sztucznymi. Jest to błędne podejście, bowiem wiele organizmów żywych produkuje przyjazne dla środowiska naturalnego biopolimery. Wśród tych powszechnie znany wskazać można  np. celulozę (składnik drewna) czy skrobię (obecną w ziemniakach), które chemicy nazywają polisacharydami (celuloza - drewno, skrobia - ziemniaki) oraz występujące we wszystkich żywych organizmach białka czyli polipeptydy.

Polimery bakteryjne, a może polimery syntezowane przez rośliny to materiały przyszłości?

Większość roślin syntetyzuje podczas swojego wzrostu liczne  polimery o unikatowych właściwościach. Interesującą grupą są polimery produkowane w wyniku bakteryjnej fermentacji cukrów lub lipidów (tłuszczów), tzw. polihydroksyalkaniany, zwane w skrócie PHA. Często są one wytwarzane przez rośliny jako ich tkanka zapasowo-energetyczna. Można więc powiedzieć, że PHA to biotworzywa pochodzące ze źródeł odnawialnych, najczęściej syntezowane przez bakterie lub otrzymane z monomerów syntezowane na drodze biotechnologicznej. Należy podkreślić, że PHA to polimery w 100% biodegradowalne i biozgodne z tkankami organizmu człowieka, dlatego często są stosowane w medycynie jako implanty dla ludzi i zwierząt.

Drugie życie odpadów

Prowadzone są badania nad zastosowaniem odpadowych materiałów z przemysłu spożywczego, jako substratów do produkcji PHA. Bardzo interesujące są doniesienia o zastosowaniu serwatki, odpadowego oleju, czy też pozostałości z przetwórstwa warzyw i owoców, takich jak np. skórki i pestki. Należy podkreślić, że biodegradowalne polimery PHA - polihydroksyalkaniany - są ciekawą alternatywą dla tworzyw syntetycznych (petro-polimerów) otrzymywanych z pochodnych ropy naftowej.

Przeszkodą w powszechnym stosowaniu zielonych polimerów  jest ich bardzo wysoka cena. Perspektywicznie biodegradowalne poliestry otrzymywane z surowców odnawialnych mogą znaleźć zastosowanie w sektorze jednorazowych opakowań do żywności. Większość z nas ma świadomość jak ogromna liczba tych opakowań jest obecnie zużywana i jak duże zagrożenie stanowią dla ekosystemu. W licznych publikacjach można znaleźć informacje na temat pozytywnych wyników badań dotyczących recyklingu organicznego PHA, takiego jak np. kompostowanie.

Figure 1. Examples of polymers obtained from biomass
Figura 1. Przykłady polimerów otrzymywanych z biomasy

(autor; A. Celli) (http://www.dicam.unibo.it/en/Research/Projects-and-activities/Materials…)