Plastik z owadów

"Od 20 lat moja grupa opracowuje metody przekształcania produktów naturalnych – takich, jak glukoza pozyskiwana z trzciny cukrowej lub drzew – w degradowalne, ulegające strawieniu polimery, które nie utrzymują się w środowisku" – powiedziała główna badaczka projektu, dr Karen Wooley. - "Ale te naturalne produkty pochodzą z zasobów, które są również wykorzystywane do produkcji żywności, paliw w budownictwie i transporcie".

Dlatego Wooley zaczęła szukać alternatywnych źródeł surowców, które nie miałyby tych konkurencyjnych zastosowań. Jej kolega, dr Jeffery Tomberlin, zasugerował, że mogłaby wykorzystać odpady pozostałe po hodowli muchówek Hermetia illucens (zwanych też czarnymi muchami). Owady te hodowany są przez wiele firm na skalę przemysłową jako alternatywne źródło białka i tłuszczów do celów paszowych (na przykład dla zwierząt domowych) i jako surowiec dla przemysłu chemicznego. Ich hodowla emituje o wiele mniej gazów cieplarnianych i zużywa znacznie mniej wody niż hodowla innych zwierząt, a jako pasza wystarczą odpadki organiczne.

Larwy Hermetia illucens zawierają wiele białek i innych składników odżywczych. Natomiast używane w celach reprodukcyjnych dorosłe osobniki, które żyją krótko po zakończeniu okresu lęgowego są odrzucane. Zgodnie z sugestią Tomberlina te zwłoki dorosłych muchówek stały się materiałem wyjściowym dla zespołu Woolea. "Bierzemy coś, co jest dosłownie śmieciami, i robimy z tego coś użytecznego" — mówi Cassidy Tibbetts, doktorantka pracująca nad projektem w laboratorium Wooley w Texas A&M University.

Główną substancją jaką zawierają martwe muchy jest chityna - nietoksyczny, biodegradowalny wielocukier, który tworzy egzoszkielet owadów i skorupiaków. Chitynę wykorzystywaną do różnych celów otrzymuje się na skalę przemysłową z pancerzyków krabów i krewetek. Tibbetts wykorzystała podobne techniki - płukanie etanolem, demineralizację, odbiałczanie i odbarwianie w celu ekstrakcji i oczyszczenia zwłok owadów. Jak zauważa, pozyskiwanie chityny z much może pozwolić uniknąć ewentualnych obaw związanych z niektórymi alergiami na owoce morza. Niektórzy inni badacze izolują chitynę lub białka z larw much, ale według słów Wooley jej zespół jako pierwszy używa chityny z odrzuconych dorosłych much, które – w przeciwieństwie do larw – nie są wykorzystywane jako pokarm dla zwierząt czy ludzi.

Hongming Guo, inny doktorant w laboratorium Wooley, przekształca oczyszczoną chitynę w podobny polimer znany jako chitozan poprzez usuniecie grup acetylowych. Chitozan może być na przykład stosowany w medycynie, jako biomateriał antybakteryjny i leczący rany oraz jako środek odchudzający czy hydrożel który wiąże wodę.

Guo wyprodukował hydrożel, który w ciągu jednej minuty może wchłonąć 47 razy więcej wody niż sam waży. Mógłby on potencjalnie być dodawany do gleby pól uprawnych, aby wychwytywał wodę podczas powodzi, a następnie powoli uwalniał wilgoć podczas susz ulegając biodegradacji.

Chitynę można by także rozbić na monomeryczne glukozaminy - małe cząsteczki cukru nadające się do wytwarzania bioplastików, takich jak poliwęglany lub poliuretany, tradycyjnie wytwarzane z produktów petrochemicznych. Czarne muchy zawierają też inne potencjalnie użyteczne związki: białka, DNA, kwasy tłuszczowe czy witaminy.

Produkty wykonane z tych chemicznych elementów budulcowych miałyby ulec degradacji lub strawieniu po wyrzuceniu, więc nie przyczynią się do obecnego problemu zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi. "Ostatecznie chcielibyśmy, aby owady zjadały odpady z tworzyw sztucznych jako źródło pożywienia, a następnie ponownie byśmy je zbierali i wykorzystywali ich składniki, aby wytworzyć nowe tworzywa sztuczne" – powiedziała dr Wooley. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ zan/