Roušky se rozkládají dekády, čeští vědci přišli s alternativou

Koronavirová pandemie ve světě markantně zvedla používání roušek a dalších ochranných pomůcek, které s sebou nesou obrovské ekologické zatížení. Jednorázové ústenky či respirátory jsou vyrobené převážně z plastu, ale vědci z liberecké technické univerzity přišli s rozložitelnou rouškou z kyseliny polymléčné. Materiál se dá využít i na obaly potravin.

Podle odhadů, které jsou ze září loňského roku od Environmental Science and Technology journal, se měsíčně používalo po celém světě na skoro 130 miliard ústenek a 65 miliard rukavic. Jejich rozklad přitom v přírodě trvá velmi dlouho, i když se to u takto specifické skupiny přesně říct nedá. Odhaduje se to podle použitých materiálů.

Ochranné pomůcky mají jako jeden z hlavních výrobních materiálů polypropylen. Jeden z nejběžnějších plastů. Plastové materiály se ale v přírodě nerozkládají na nezávadné chemické sloučeniny, ale rozpadají se pouze na menší částečky – mikroplasty.

„Ty mohou dále kontaminovat půdu, vodu, vzduch nebo potraviny a dostávat se do lidského těla,“ vysvětlil mluvčí organizace Arnika Jiří Kaňa. O dopadech mikroplastů se to ale ví jen velmi málo.

Zbytky pandemie i za desítky let, tak dlouho se rozkládají odhozené roušky

Jednorázová ústenka a plášť se tak může rozkládat desítky let, gumové rukavice 50 až 80 let, plastové obaly z dezinfekcí a podobných prostředků až 70 a více let. Při jejich počtech jde o obrovskou ekologickou zátěž. Vědci z Fakulty strojní a Fakulty textilní Technické univerzity v Liberci vyvinuli materiál, který se v přírodě rozloží rychleji.

Základem je kyselina mléčná, která se v lidském těle tvoří po námaze a organismus je schopný ji odbourat, stejně tak příroda. „Takovou roušku můžete průmyslově kompostovat,“ říká vedoucí katedry materiálu Fakulty strojní Technické univerzity v Liberci Petr Louda.

Kyselina polymléčná a škrob

Snadněji rozložitelné materiály se dostávají do podvědomí veřejnosti i samotných výrobců stále častěji. Vědci z liberecké univerzity šli pro inspiraci do nemocnice. V medicíně se takzvané biodegradabilní materiály používají například pro výrobu chirurgických nití. 

S respirátory i testy opadly ideály. Jak jsme rezignovali na spotřebu plastů

Na vývoji pracovali na Technické univerzitě v Liberci zhruba čtyři roky. Materiálem se dají nahradit i PET lahve a další obaly, kde by mohlo být využití daleko širší. 

„Dávat například pivo do PET lahve je barbarství, protože dochází ke kontaminaci mezi pivem a ropným produktem. Kdežto v případě biopolymerů, které jsou z přírodního zdroje, má taková kontaminace výrazně menší dopad na nápoj, který se v PET láhvi nachází,“ vysvětluje Petr Louda. 

Podle něj by se tím snížila akorát skladovací doba výrobků. Ze současných zhruba dvou let na dobu kolem šesti měsíců. Využít by se materiál dal i na další potraviny, ideálně například mléčné výrobky.

„V případě recyklace kelímků od jogurtů a podobných obalů je třeba je umýt, aby nebyl recyklát kontaminovaný. Těmto biodegradabilním materiálům zbytky potravin pomáhají. K rychlejšímu rozkladu je potřeba působení mikroorganismů, vlhkosti a hlavně tepla,“ vysvětluje Petr Louda. 

Hlavně teplo a mikroorganismy

Pro co nejrychlejší rozklad je potřeba aspoň 60 stupňů Celsia. Pokud by někdo odhodil takovou roušku či obal do přírody, i tam by se mohla rozkládat několik desítek let. Problematické by to také mohlo být v oceánech, kde je teplota nízká. Při vyplavení na horký písek už by se ale proces urychlil. Stejně tak by tomu bylo s tříděním podobných materiálů do svážených hnědých popelnic na bioodpad.

Jedním z negativ je, že je pro výrobu potřeba škrob, který se získává třeba z kukuřice. Místo toho, abychom zemědělskou plodinu snědli, ji tak použijeme k technické výrobě. Na ní není potřeba stavět nové závody a linky, dají se využít stávající, jen je třeba upravit postup. Výroba roušky či láhve z kyseliny polymléčné je také zatím asi dvakrát dražší než rouška z polypropylenu a láhev z PET. Podle Jiřího Chvojky je to ale otázka trhu. 

Zákaz plastů je nesmysl. Náhražky můžou být i větší zátěž, říká vědkyně

„Pokud bude po biologicky odbouratelných materiálech větší poptávka, budou se i více vyrábět, a jejich cena tím klesne,“ doplňuje. V letech 2020 a 2021 výrazně stoupla produkce roušek a respirátorů. Tlak na výrobu z kompostovatelných materiálů by tak měl postupně růst. 

„Těsně před tím, než přišla pandemie, se svět začal znepokojovat obřími ostrovy plastů v oceánech a Unie zakázala používat plastová brčka. V rouškách a respirátorech je přitom plastu mnohem více a vyrábí se jich od roku 2020 násobné množství. Česká věda nyní nabízí alternativu,“ uzavírá  Louda.

Vrstvení nanomateriálu

Kyselinu polymléčnou, což je z chemického hlediska delší řetězec kyseliny mléčné, zpracovávají odborníci z fakulty textilní elektrostatickým zvlákňováním na výchozí materiál – nanotextilii.

„Nyní nanomateriál vrstvíme na sebe tak, aby rouška účinně filtrovala a zároveň aby se v ní dalo pohodlně dýchat,“ upřesňuje fázi vývoje Jiří Chvojka, vedoucí katedry netkaných textilií a nanovlákenných materiálů fakulty textilní. Z kyseliny polymléčné lze přitom vyrobit i gumičky k rouškám, čímž se redukuje další použití plastu.