Materialet er utviklet ved Institutt for bioteknologi i Catalonia (IBEC), og er basert på chitosan, et biopolymer utvunnet fra rekeskall. Ved å tilføre små mengder nikkel i strukturen har forskerne oppnådd en uventet effekt: materialet herder og øker styrken i fuktige omgivelser.
AnnonseDet skriver Nordisk Bioplastforening, samt Universitetet i Barcelona på sine nettsider.
Opptil 50 prosent sterkere i vann
Ifølge forskerne kan materialet bli opptil 50 prosent sterkere når det senkes i vann.
– I over et århundre har vi antatt at materialer må isoleres fra omgivelsene for å fungere godt. Denne forskningen viser det motsatte, sier professor Javier G. Fernández ved IBEC, som har ledet arbeidet.
I stedet for å motstå vann, utnytter materialet det som en aktiv komponent i strukturen. Et dynamisk nettverk av bindinger reorganiseres kontinuerlig, noe som gjør materialet både robust og tilpasningsdyktig.
AnnonseInspirert av naturen – og en tilfeldighet
Oppdagelsen bygger delvis på tidligere biologiske studier av marine organismer. Forskere hadde sett at sandormtenner blir mykere når metall fjernes. IBEC-teamet testet det motsatte: å tilføre metall til et biopolymer for å øke styrken. Valget falt på nikkel, som fungerer godt sammen med chitosan og er lett løselig i vann. Resultatet er et plastlignende materiale som endrer egenskaper i møte med omgivelsene – mer likt biologiske strukturer enn tradisjonell plast.
Annonse
Kan inngå i naturlige kretsløp
Forskerne understreker at materialet fortsatt er biologisk i sin natur, til tross for metalltilsetningen.
– Det er i praksis det samme molekylet som finnes i insektskall og sopp. Det gjør at materialet kan reintegreres i naturlige økologiske sykluser, sier Fernández.
Produksjonsprosessen er også designet for høy ressursutnyttelse. Nikkel som ikke bindes i materialet, fanges opp og gjenbrukes i nye produksjonsrunder.
Relevant for fremtidens plastmaterialer
Utviklingen kan få betydning for hvordan nye plastmaterialer designes, særlig i anvendelser der fukt og vann i dag er en utfordring. I stedet for å utvikle stadig mer barrieresterke materialer, peker forskningen mot en alternativ tilnærming: plast som samhandler med omgivelsene for å oppnå ønskede egenskaper.
Annonse
Råstoff i stor skala
Chitosan er avledet fra kitin, et av verdens mest utbredte biopolymerer. Ifølge forskerne produseres det rundt 100 milliarder tonn kitin globalt hvert år. Det gjør materialet interessant også i et skaleringsperspektiv.
– Kitinbaserte polymerer kan bli en viktig del av fremtidens bærekraftige materialproduksjon, sier forsker Akshayakumar Kompa.
Annonse
BREAKING