Plasty z rostlin

Automobilová karoserie vyrobená z banánových slupek nebo cukrové třtiny a přitom lehčí a pevnější, než je plechový kabát většiny současných aut. Lehčí a pevnější motocyklové přilby. Neprůstřelné vesty pevnější než ty současné, jejichž hlavní surovinou je kevlar. Ochranné obleky pro hasiče, plachty, lana a celá řada dalších věcí denní potřeby.

To všechno se možná v blízké budoucnosti bude vyrábět z nanobioplastů, tedy z materiálů, které jsou o 30 procent lehčí a 3- až 4krát pevnější než současné konvenční plasty vyráběné z ropy. Vývoj postupu, jak z rostlinného odpadu vyrobit celulózová nanovlákna, základ nanobioplastů, dokončil letos tým brazilských vědců pod vedením profesora Alcida Lopeze Leaa. Materiál nové generace zřejmě v řadě oborů pro svou superodolnost, pevnost a nízkou hmotnost nahradí různé kovy. Například automobilový průmysl nyní pomalu začíná psát novou kapitolu své historie.

Profesor Leao popisuje výrobu nanocelulózových vláken jako "velmi jednoduchou". V podstatě spočívá v tom, že se zbytky rostlin využitých jinak v potravinářství umístí do vysokotlakého zřízení, jakéhosi kotle, kde reagují s příslušnými ingrediencemi. Ty jsou schopny z rostlinných tkání oddělit čistou celulózu. Opakováním tohoto procesu je možné dostat se až na molekulární úroveň a výsledná nanocelulózová vlákna jsou přibližně 50 000krát tenčí než lidský vlas. S těmi je potom možné dále pracovat, například je kombinovat s plasty vyrobenými z ropy.

Pevnost díky nanovláknům

Pro praktické využití je u nanobioplastů nejdůležitější jejich pevnost daná právě použitím nanovláken. Teoreticky by se mohly uplatnit všude tam, kde se dnes používají "obyčejné" plasty.

Například i v kosmickém či podmořském výzkumu nebo v medicíně.

Poměrně jasnou představu o využití nanocelulózy a nanobiplastů má Mikael Ankerfors, výzkumný manažer stockholmské firmy Innventia. "Průmyslové podniky se již dlouho zajímají o to, jak použít nanocelulózu jako zpevňující prvek v papíru, kompozitech a plastech. Můžeme tak vyrábět třeba zcela nový druh fólie k balení potravin." Innventia letos v březnu uvedla do provozu zařízení, které je schopné vyrábět až 100 kg nanocelulózy denně. Na rozdíl od brazilských vědců však jako základní surovinu používá dřevo, a nikoliv rostlinný odpad. V první řadě potom chtějí švédští vědci rozjet výrobu papíru obohaceného nanocelulózou.

V Česku většímu uplatnění materiálů z bioplastů zatím brání jejich vyšší cena oproti plastům vyráběným z ropy. I když to se začíná už pomalu měnit, jak upozorňuje František Kessner, jednatel společnosti Bioplaneta, s. r. o., jednoho z mála našich výrobců předmětů z bioplastů. "O švédské výrobě nanocelulózy samozřejmě vím, i o tamních pokusech míchat ji do papíru. Podstatný bude konečný efekt. My se určitě ničemu novému nebráníme, naopak. Důležitá ovšem bude také cena nanocelulózy, aby výrobky z ní mohly být cenově dostupné," hodnotí realisticky uplatnění nového materiálu.

Úpadek automobilismu?

Brazilský profesor však největší perspektivu nanobioplastů vidí v automobilovém průmyslu. Pro příznivce a obdivovatele "starých dobrých aut" s karoseriemi z poctivého plechu a s pořádným motorem jezdícím na poctivý benzin či ropu se mohou nanobioplasty stát symbolem dalšího úpadku "automobilové kultury". První ránu utrpěla v ropné krizi po roce 1973, kdy velké vozy s obrovskou spotřebou se začaly nahrazovat auty malými a úspornými. Abychom ušetřili ještě víc, začali jsme v poledních letech do benzinu a nafty vyráběných z ropy míchat biopaliva získávaná z různých rostlinných olejů. Časem zřejmě z našich silnic zmizí i vůně benzinu, jak se budou postupně zavádět alternativní zdroje energie.

S tím vším se již automobilisté vyrovnali, lépe řečeno byli přinuceni některé z těchto změn akceptovat, ať již z ekonomických důvodů, anebo rovnou ze zákona, jako v případě povinné příměsi biopaliv do pohonných hmot. Plastové karoserie se zcela logicky stanou jen dalším krokem na cestě od "klasického" auta minulého století k dopravnímu prostředku století jednadvacátého. I když třeba u nás a v zemích bývalého východního bloku evokují na základě historické zkušenosti s dvoutaktními trabanty představu čehosi podřadného.

Přitom v současných vozech samozřejmě najdeme velký podíl plastových součástek, které nahradily díly z kovu, dřeva nebo kůže.

Jenže to nešlo o něco tak zásadního, jako je karoserie. Postoj veřejnosti k plastovým výrobkům obecně jako k něčemu méně hodnotnému se může snadno promítnout i do jisté podezřívavosti vůči plastovým karoseriím. Bude potom záležet na šikovnosti marketingu, aby potenciálním kupujícím dokázal zdůraznit přednosti tohoto řešení. Třeba to, že snižuje váhu vozu a tím také jeho spotřebu, nebo větší odolnost plastu při nárazu ve srovnání s kovem.

Rozhodující ale nakonec zřejmě bude, jako ostatně vždy, ekonomické hledisko. Nakonec to za pár let stejně dopadne tak, že běžný spotřebitel bude jezdit v autě vyrobeném převážně z plastů a z našich plechových současných modelů se stanou obdivované veterány. Auta s vyšším podílem kovu, třeba právě s plechovou karoserií, se přesunou do luxusnějších kategorií podobně, jako se tam dnes řadí vozy se silnějšími motory, chromovanými kovovými nárazníky, se sedačkami potaženými pravou kůží a s palubní deskou z exotických dřev.

Jádrem celého problému je ropa. Její zásoby jsou omezené, ceny stále vyšší, přístup k ní leckdy omezený nebo komplikovaný aktuální politickou situací. Recept, jak čelit zdražování ropy a jeho negativním důsledkům, je jednoduchý - obejít se co možná nejvíce bez ní. Biopaliva a bioplasty, zvláště pak podle všeho velmi nadějné nanobioplasty, představují alespoň částečné
řešení tohoto problému.

Stoprocentně ekologický

Sám profesor Leao hodnotí budoucí rozvoj v oblasti svých nanobioplastů poměrně optimisticky. Nezastírá, že největší překážku pro jejich uplatnění v této chvíli představují vysoké náklady na jejich výrobu. Předpokládá však, jak uvedl pro Wall Street Journal, že "se cena bioplastů rychle sníží a že jejich početné výhody nelze ignorovat".

Kromě již zmíněné pevnosti a nízké hmotnosti mezi ně ve srovnání s konvenčními plasty patří i lepší odolnost proti možnému poškození teplem, vodou i chemikáliemi, třeba polití benzinem. Za nejdůležitější však Leao považuje skutečnost, že se jedná o výrobek stoprocentně ekologický. V první řadě je možné jej zcela recyklovat a neomezeně opakovaně používat, takže třeba zrecyklovaný bioplastový blatník se k vám vrátí jako zahradní dlaždice nebo střešní krytina. A za druhé bioplast za sebou nenechává tzv. uhlíkovou stopu, protože jeho uhlíková bilance zůstává vyrovnaná. Během jeho výroby, užívání a nakonec recyklace nedochází v atmosféře ke zvyšování obsahu skleníkových plynů, především oxidu uhličitého.

V neposlední řadě vidí tvůrce nanobioplastů obrovský potenciál pro jejich výrobu a další vývoj v přírodních podmínkách, které nabízí jeho vlast, Brazílie. Její teplé podnebí a značná rozloha umožňuje velmi levně a ve velkém množství pěstovat rychle rostoucí rostliny vhodné pro výrobu nanocelulózy, tj. ananasy, cukrovou třtinu, banánovníky, agáve a další. Profesor Leao proto předpokládá, že výroba jeho nanobioplastů by se mohla rozběhnout v řádu měsíců. Tím spíš, že pro začátek si co do množství vystačí s odpadem tak jako tak vznikajícím při zpracování výše uvedených plodin.

Podstatný bude konečný efekt pokusů s nanocelulózou. Důležitá ovšem bude také cenová dostupnost výrobků.
František Kessner, z firmy Bioplaneta.

Když stoupá cena ropy, vyplatí se bioplasty

Běžný spotřebitel u nás nemá možnost poznat, zda plastový výrobek, který právě drží v ruce, je vyroben z ropy, nebo z biomateriálu, nebo ze směsi obojího, pokud výrobce sám tyto skutečnosti neuvede, například na obalu. Přitom jen v Evropě se ročně dostává do oběhu 350 000 tun bioplastů a jejich podíl na celkové produkci stále roste. V roce 2013 byl měl dosáhnout 37 %. To odpovídá faktu, že výroba plastů z organických surovin v podmínkách vyspělých států se začíná vyplácet, jakmile cena ropy dosáhne 50 USD za barel.

Organická surovina vhodná k výrobě bioplastů pochází zatím především z rostlin. Průmyslově zvládnutá je v současnosti výroba bioplastu ze škrobu, z něhož se několika výrobními kroky získává kyselina polymléčná (PLA). Vyrábí se z ní bioplastové výrobky, u nichž se nepředpokládá nebo nevyžaduje dlouhá životnost, především různé obalové materiály, fólie, tašky, pytle, jednorázové nádobí a příbory nebo třeba květináče. Po použití se během několika měsíců samovolně rozloží a je možné je například kompostovat. PLA je rovněž možné kombinovat s plasty ropného původu, což zlepšuje vlastnosti výsledného výrobku.

Další perspektivní surovinu pro výrobu bioplastů představují rostlinná vlákna. Kromě těch z tropických rostlin se v našich podmínkách jako základní surovina používá především technické konopí. V termoplastech rostlinná vlákna úspěšně nahrazují skelná vlákna a podíl biosložky v těchto biokompozitech činí až 40 %. Běžně se používají nejen v automobilovém průmyslu, např. na sedadla a výplně dveří, ale také k výrobě brusných kotoučů. Bioplasty s příměsí nanocelulózy separované z různého rostlinného odpadu znamenají další kvalitativní posun ve využití této suroviny.

Spíše jako zajímavost lze uvést výrobu sportovního oblečení s použitím přepracované kávové sedliny nebo dnes již běžně nabízené bioplastové piercingové ozdoby, které nositeli nezpůsobují žádné zdravotní komplikace.

V budoucnu se nejspíše budeme setkávat také s bioplasty na bázi organických látek živočišného původu. Úspěšnou výrobu bioplastu z kuřecího peří, resp. z keratinu, který tato odpadní surovina obsahuje, ohlásili letos v březnu vědci z univerzity v Americkém Lincolnu.

AUTOR: Jitka Lenková

AUTOR-WEB: www.ihned.cz