Když plasty pomáhají: dovedou léčit i čistit vodu

Chemie je všude okolo nás. Ve vzduchu, vodě, zemi nebo v jídle. Jsme naživu díky biochemickým reakcím, každý z nás je po celý svůj život malou chemickou továrnou. A plasty, které mají za sebou více než 150 let historie, jsou nedílnou součástí našich životů.

Kdo se vyzná v chemii, ví, jak náš svět funguje. Vědě vděčíme za to, že můžeme žít dlouhé a kvalitní životy, léčit nemoci, pít čistou vodu nebo vyvíjet nové materiály, které šetří životní prostředí.

Takovými materiály jsou i plasty, ze kterých nevznikají jen všudypřítomné igelitky a lahve, kterými lidé plýtvají. Díky odolným plastovým materiálům můžeme jezdit v úsporných autech, objevovat vesmír, zachraňovat životy umělými srdečními chlopněmi nebo nosit funkční oblečení. Plasty jsou všude a neustále přibývá možností, kde nacházejí uplatnění. Není divu, že někteří vědci plasty označují za materiál 21. století.

Mohou odolat teplu, jsou tvrdé, pružné, snadno formovatelné a pevné. Dají se recyklovat a opakovaně používat. Když se dostanou do rukou zapálených chemiků, společně dokážou velké věci.

Základními stavebními prvky plastů jsou polymery. Ty mohou sloužit pro vývoj biopaliv, čištění vody nebo léčení nádorů.

Polymerům a boranům se věnuje také vědec Michael Londesborough. Chemie jej zavedla z Velké Británie do Česka v roce 2002.

„Četl jsem mnoho článků týkajících se chemie boranů a seznámil jsem se s prací českých vědců. Jejich výzkum boranů byl až do roku 1989 tajný, a tím mě přitahoval,“ vzpomíná Michael, který dnes se svým týmem zkoumá, jak se borany dají využít. O přírodní vědy se zajímal odmalička, brzy pochopil, že jsou klíčem k porozumění světa. A to ho na nich lákalo. K tomu, aby se věnoval chemii, jej inspiroval jeho středoškolský učitel a otec, který se rád díval na vědecké programy v televizi. „Chemie je fascinující, plná barev, světla a energie. Je to ale především jediná metoda, pomocí které můžeme vyvinout nové materiály, jež mění svět,” říká Michael.

Co všechno se dá díky polymerům vyrobit Michael ukazuje v mini sérii Michael’s Reactions

Co jsou to polymery?

Jedná se o obrovské molekuly, které existují v podobě řetězců a skládají se z neustále se opakujících jednotek. Jejich velikost a molekulární organizace jim daly skvělé vlastnosti – pevnost, odolnost a univerzálnost.

Polymerů je spousta druhů, existují přírodní i syntetické. Z polymerů je složené například dřevo nebo maso, ale i PET lahve nebo silon. „Jsme obklopení polymery a díky tomu, že chápeme jejich chemické složení, můžeme přijít na užitečné a inovativní polymerní materiály,” říká Michael Londesborough, který se s polymery setkává i ve svém bádání. Z polymerů se skládají součástky do aut, lodí a letadel, které jsou díky nim lehčí a tím i úspornější. Polymery jsou součástí léčiv, spotřebičů, oblečení, nábytku i silnic. Život bez nich si lze jen těžko představit.

S polymery se už na konci 50. let minulého století v Česku počítalo jako s látkami, které budou moci například napravovat nedostatky lidského těla. A tato prognóza se vyplnila zanedlouho, kdy byly objeveny kontaktní čočky. „Když se rozhlédneme kolem sebe, tak prakticky veškeré nové technologické objevy, vývoj technologií i zdravotnictví, jsou založeny na pokroku v polymerní vědě. Budoucnost jednoznačně patří polymerům,“ dodává doktor Jiří Kotek, ředitel Ústavu makromolekulární chemie.

Polymerům se věnuje také Drahomír Čadek na Vysoké škole chemicko-technologické. Mimo jiné vyvíjí metody, jak z různých materiálů vyrábět funkční věci. Zabývá se především přírodním kaučukem, ze kterého se vyrábějí pneumatiky, gumové rukavice nebo nafukovací balonky.

„Nedávno jsem se začal věnovat také škrobu, což je další z polymerů. Když se vhodně zpracuje, může nahradit některé plasty. Své využití tak může najít ve výrobě jednorázových příborů a nádobí,“ přibližuje svoji práci inženýr z Ústavu polymerů. V poslední době podle něj roste zájem firem o vyvinutí alternativních materiálů, které by tolik nezatěžovaly životní prostředí. Všímá si ale i nešťastných módních výstřelků, například kovových brček na pití, jejichž výroba je energeticky mnohem náročnější než v případě plastových, a jejich využití tak postrádá smysl. „Řada lidí nahrazuje plastové produkty jinými, kdybychom ale plastové lahve nahradili skleněnými, byly by mnohem těžší, a i náklady na výrobu, manipulaci a distribuci by rostly stejně jako spotřeba energií,“ upozorňuje. Cestou k udržitelnosti je podle Čadka chovat se k plastům tak, jako se chováme ke kovům nebo ke sklu – s úctou „Měli bychom je používat vícekrát, šetřit s nimi a chovat se rozumně,“ shrnuje vědec a dodává, že zatím neexistuje materiál, který by mohl zcela nahradit plasty. „Kdybychom plasty nahrazovaly co nejvíce papírem, začaly by se ve velkém kácet lesy. I škrob vyráběný z bramborových odřezků by se s rostoucí poptávkou stal natolik žádaným, že by se musel začít vyrábět i ze samotných brambor a používat jídlo na výrobu spotřebního zboží není správné,“ míní Čadek.

I profesor Pavel Matějka z VŠCHT upozorňuje na to, že hodnotit materiály z hlediska jejich zátěže pro životní prostředí je velmi ošemetné.

„Nerozhoduje jen čas jejich rozkladu, ale i proces výroby a to, kolikrát se daný výrobek dá využít. Nahrazovat plastové tašky papírovými tak nemusí být krok správným směrem, protože při výrobě papíru se spotřebovává mnoho vody a energie,“ dodává. V případě biologicky odbouratelných materiálů by lidé měli dát pozor na to, kam je vyhazují. Pokud se takový materiál začne rozkládat v kontejneru s tříděným odpadem, moc to životnímu prostředí nepomůže. Co se týče plastů Matějka doporučuje užívat je střídmě, co nejvícekrát je využívat a nevyhazovat je do směsného odpadu, aby mohly být recyklovány. „Výskyt mikroplastů ve vodě je například způsoben i praním v pračce, kde se o sebe odírají syntetické tkaniny. Otázkou tedy je, zda jsme schopní vyvinout lepší pračku nebo lépe čistit vodu. Věřím ale, že lidský mozek je schopný přijít s řešením,“ říká

Chemie pro lepší budoucnost

Chemie je klíčem k ekologii, protože jen chemici umí odpady, emise nebo škodliviny analyzovat a navrhovat postupy, jak je přeměnit na něco užitečného nebo jak je šetrně zlikvidovat.

Naše planeta je zamořená plasty, a tak vědci vyvíjejí inovativní ekologické materiály. Ne všechny plasty vyrobené z obnovitelných surovin jsou ale biologicky odbouratelné a naopak, některé klasické plasty z ropy mohou být rozkládány mikroorganismy. Udržitelná cesta, cirkulární ekonomika a recyklace jsou způsoby, kterými můžeme množství plastového odpadu snižovat i při jejich stálém využívání.

Plasty ve vesmíru

Kdyby nebylo plastu s názvem RXF1, lidstvo by nemohlo letět na Mars. Varianta polyethylenu, ze kterého se skládá spousta běžných obalových materiálů nebo igelitových tašek, dokáže ochránit astronauty před nejnebezpečnějšími formami vesmírné radiace. Nahradí tak ve vesmírných raketách silné vrstvy cementu a olova. Plastový materiál je nejen lehčí a levnější, ale i silnější než hliník.

Když odpad čistí vodu

Chezacarb je název čistého uhlíku, který vzniká jako odpad při zplynění ropných zbytků. Dokáže na sebe vázat škodlivé a nebezpečné látky z plynů i kapalin, najde využití v různých filtrech, při čištění spalin v teplárnách a spalovnách nebo při likvidaci různých ekologických havárií.