Kiedy myślimy o nowoczesnych technologiach, len z pewnością nie jest pierwszą rzeczą, która przychodzi nam do głowy. Kojarzy się z gręplowaniem, zgrzebnymi babcinymi obrusami oraz letnimi ubraniami. A także kompletem pościeli, który prezydent Alaksandr Łukaszenka podarował zapomnianej już gwieździe filmów akcji Stevenowi Seagalowi podczas jego wizyty na Białorusi w 2016 r.
Ale zastosowania lnu wykraczają poza olej lub dodawane do śniadania siemię. Jak się okazuje, odpady z tłoczenia – zwane makuchami – można wykorzystać do poprawy właściwości tworzyw sztucznych. A zwłaszcza jednego z nich, polilaktydu, który budzi szczególne zainteresowanie naukowców, ponieważ w przeciwieństwie do swoich kuzynów nie jest wytwarzany z produktów obróbki ropy naftowej.
– – tłumaczy mgr inż. Olga Mysiukiewicz, doktorantka na Politechnice Poznańskiej.
Naturalne pochodzenie polilaktyd ma zagwarantowane dzięki temu, że składa się z szeregu połączonych ze sobą cząsteczek kwasu mlekowego. Związek ten jest znany wszystkim, którzy lubią kiszone ogórki czy kapustę – wydziela się w procesie kiszenia. Niestety, co polilaktyd nadrabia dobrym pochodzeniem, traci w zachowaniu. Jest bardziej kruchy niż tworzywa syntetycznego pochodzenia – i przez to nie jest powszechnie wykorzystywany, chociaż zdarza się, że wytwarzane z niego są np. jednorazowe kubki do piwa.
Kluczem do właściwości polilaktydu jest jego struktura wewnętrzna. Ta składa się ze splątanych ze sobą długich łańcuchów polimerowych, o których można myśleć jako o spaghetti. Aby właściwości tworzywa stały się lepsze, należy do tego chaosu wprowadzić trochę porządku. – – tłumaczy mgr Mysiukiewicz.
Tutaj na scenę wchodzą dodatki, a konkretnie makuchy lniane. Skąd wziął się pomysł na zastosowanie akurat ich – z setek innych odpadów pochodzenia naturalnego? Otóż wcześniej na Politechnice Poznańskiej prowadzono badania, w których rolę domieszek pełniły pestki słonecznika lub siemienia lnianego. Okazało się, że w przypadku tych pierwszych próbki były oleiste w dotyku, jak gdyby zawarte w nich kwasy nienasycone uciekały na powierzchnię i nie wiązały się w środku tworzywa. W przypadku siemienia było inaczej. A skoro polilaktyd zmodyfikowany siemieniem zachowuje się w taki sposób, to może podobnie będzie się zachowywał po dodaniu sproszkowanych makuchów lnianych, które są odpadem?
Prognoza okazała się strzałem w dziesiątkę. – – wyjaśnia badaczka. Dzięki temu polilaktyd stał się bardziej elastyczny – podczas gdy „oryginał” pęka po wydłużeniu o 2 proc., modyfikacja pozwala zwiększyć ten parametr do 30 proc. Co więcej, kwasy nienasycone, z których składa się olej lniany, przyspieszały proces krystalizacji, dzięki czemu tworzywo nie było aż tak kruche.
Domieszkowanie czy wzbogacanie to jednak sztuka poszukiwania równowagi. Często bywa tak, że dodatek poprawia jedne właściwości, lecz psuje inne. W wypadku makuch zmianie ulega na przykład kolor końcowego produktu. Czysty polilaktyd jest przezroczysty, dodanie odpadów z tłoczenia zmienia barwę w kierunku brązowej. Zmniejsza się też lekko wytrzymałość tworzywa. Nieco bardziej jest też narażony na działanie wilgoci.
Ten kompromis może być jednak do przełknięcia przy potencjalnych wdrożeniach, bo kolejnym powodem, dla którego domieszkujemy tworzywa sztuczne, jest obniżenie kosztów produkcji. Tak się składa, że cena jest jedną z głównych przeszkód na drodze do powszechniejszego wykorzystania polilaktydu. Wprowadzenie do niego odpadów, które są praktycznie za darmo, jest jednym ze sposobów zaradzenia tej sytuacji.
Zresztą len i słonecznik nie są jedynymi "oleistymi" roślinami, z którymi chcą popracować naukowcy z Politechniki Poznańskiej. Kolejnym celem są odpady z produkcji oleju rzepakowego i z czarnuszki.
Eureka! DGP Trwa siódma edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do końca maja w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na początku czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora.