Chemickí inžinieri z MIT navrhli ekologickú alternatívu k mikroplastom, ktoré sa používajú v niektorých zdravotných a kozmetických výrobkoch.
Čiastočky mikroplastov na obrázku sú vyrobené z biodegradovateľných polymérov. Po rozpustení v žalúdku sa uvoľnia vitamíny. Zdroj: MIT. Autori: Linzixuan (Rhoda) Zhang, David Mankus, Dhruv Varshney, Ruiqing Xiao, Shahad Alsaiari, Abigail Lytton- Jean, Robert Langer, Ana Jaklenec
Mikroplasty nájdeme dnes už všade. Vedci ich našli aj v Mariánskej priekope, v banských vodách hlboko pod zemou, v oblakoch i v ľudskom tele, okrem iného aj v plodovej vode a v placente. Ako sa dostávajú do ľudského tela? Jeden zo spôsobov predstavuje kozmetika a hygienické produkty.
V bežných kozmetických a hygienických výrobkoch sa často používajú biologicky nerozložiteľné plasty, a to v pevnej i tekutej forme. Najčastejšie ide o syntetické polyméry (umelé plasty), ktoré slúžia ako abrazívne častice, zahusťovadlá alebo stabilizátory. Tieto mikroplasty sa často využívajú v pílingoch, zubných pastách, sprchových géloch, šampónoch, kondicionéroch, dezodorantoch, mejkapoch a ďalších kozmetických výrobkoch.
Vedeli ste, že najviac mikroplastov sa do prostredia dostáva z pneumatík áut a pri praní odevov vyrobených zo syntetických materiálov?
Vyvinuli nový materiál
Medzi významné zdroje mikroplastov patria drobné guľôčky, ktoré sa pridávajú do niektorých hygienických a kozmetických výrobkov. Výskumníci z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) preto vyvíjajú biologicky rozložiteľný materiál, ktorý by mohol tieto plasty nahradiť. Nový materiál, ktorý sa dokáže rozložiť na cukry a aminokyseliny, je udržateľnejší a ekologickejší.
Využiť by sa mohol aj v potravinárskom a vo farmaceutickom priemysle, kde by sa uplatnil na obalenie živín, ako je napríklad vitamín A. Potraviny obohatené takto upraveným vitamínom A by mohli pomôcť v regiónoch sveta, kde ľudia trpia nedostatkom živín.
Výskumníčka Ana Jaklenecová a Robert Langer, profesor MIT a člen Kochovho inštitútu v Berlíne, sú hlavnými autormi článku, ktorý dnes vyšiel v časopise Nature Chemical Engineering. Vedúcou autorkou článku je Linzixuan (Rhoda) Zhangová, absolventka chemického inžinierstva MIT.
Biologicky rozložiteľné plasty
Už v roku 2019 spomínaní vedci opísali polymér, na ktorom ukázali, že by sa dal využiť na obalenie vitamínu A a ďalších látok. Zistili tiež, že ľudia, ktorí konzumovali chlieb vyrobený z múky obohatenej o obalené železo, mali vyššiu hladinu železa.
Európska únia však v roku 2023 klasifikovala spomínaný polymér, známy ako BMC, ako mikroplast a zaradila ho na zoznam zakázaných látok. Aj na popud Nadácie Billa a Melindy Gatesovej, ktorá financovala pôvodný výskum, začali vedci hľadať alternatívu šetrnejšiu k životnému prostrediu.
Opäť nadviazali na výskum polymérov známych ako poly(beta aminoestery). Ide o polyméry, ktoré sa ukázali byť sľubné ako nosiče génov a iných medicínskych aplikácií, sú biologicky odbúrateľné a rozkladajú sa na cukry a aminokyseliny.
Zmenou zloženia stavebných prvkov materiálu výskumníci zlepšujú vlastnosti, ako sú hydrofóbnosť (schopnosť odpudzovať vodu), mechanická pevnosť a citlivosť pH. Po viacerých testoch tím MIT identifikoval jeden materiál, ktorý by mal mať optimálne zloženie a vlastnosti a ktorý sa dokáže rozpustiť, keď je vystavený kyslému prostrediu, napríklad žalúdka.
Využitie v potravinárstve
Vedci ukázali, že tieto častice sa môžu uplatniť ako materiál na obalenie vitamínu A, ako aj vitamínov D, E a C a minerálov, ako je zinok a železo. Mnohé z uvedených vitamínov a minerálov sú náchylné na degradáciu teplom a svetlom, výskumníci však zistili, že obalené udržateľným materiálom vydržia i pôsobenie vriacej vody počas dvoch hodín.
Aby odborníci preukázali ich potenciál pri obohacovaní potravín, pridali ich do bujónových kociek, ktoré sa bežne konzumujú v mnohých afrických krajinách. Prišli na to, že po vložení do bujónu sa živiny uchovali aj po dvoch hodinách varenia.
„Bujón je základnou potravinou v subsaharskej Afrike. Ponúka tak významnú príležitosť na zlepšenie výživy miliárd ľudí v týchto regiónoch,“ uviedla Ana Jaklenecová.
Dôkladnejšie čistenie
Odborníci skúmali aj využitie nového polyméru v kozmetických a hygienických prostriedkoch. Zmiešali ich s mydlovou penou a zistili, že táto zmes dokáže z pokožky odstrániť napríklad vodoodolné očné linky oveľa účinnejšie ako samotné mydlo.
Výskumníci tiež prišli na to, že mydlo zmiešané s novými mikroplastmi bolo účinnejšie ako čistiace vody obsahujúce polyetylénové mikroperličky. Taktiež sa ukázalo, že nové biologicky rozložiteľné častice lepšie absorbujú potenciálne toxické prvky, ako sú ťažké kovy.
Podľa Zhangovej má výskum ukázať, že vyvinúť novú triedu materiálov je možné rozšírením existujúcich kategórií materiálov. V tomto prípade našiel materiál uplatnenie v kozmetike aj v potravinárstve.
Zdroj: TS MIT
(zh)
