Dwutlenek węgla nasyci plastik lekami i barwnikami

Dwutlenek węgla można wykorzystać do nasycenia plastiku barwnikami, a nawet lekami. CO2 nie kojarzy się już z niczym innym niż z globalnym ociepleniem i kopcącymi kominami fabryk

Publikacja: 04.01.2011 23:55

Dymiące kominy

Dymiące kominy

Foto: Fotorzepa, Pio Piotr Guzik

CO2 nie kojarzy się już z niczym innym niż z globalnym ociepleniem i kopcącymi kominami fabryk. A niesłusznie, bo gaz ten można wykorzystać z pożytkiem dla ludzkości. Niemieccy naukowcy opracowali technologię nasycania nim plastiku, która nadaje tworzywom sztucznym zupełnie nową funkcjonalność: od barwienia soczewek kontaktowych po produkcję tworzyw bakteriobójczych.

Okryty złą sławą dwutlenek węgla ma w gruncie rzeczy wiele zalet. Jest niepalny, nietoksyczny, niedrogi i występuje w nadmiarze. Używa się go na przykład do wytwarzania mocznika będącego składnikiem nawozów sztucznych, kwasu salicylowego służącego do wyrobu aspiryny oraz alkoholu metylowego, którego zastosowanie wszyscy znamy.

[srodtytul]Ni to gaz, ni to ciecz [/srodtytul]

Do kolekcji przyjaznych człowiekowi zastosowań można teraz dodać wynalazek badaczy z Fraunhofer-Institut UMSICHT w Oberhausen, ośrodka specjalizującego się w technicznych innowacjach w zakresie ochrony środowiska i techniki materiałowej. Opracowali oni technologię rozpuszczania różnych substancji w tworzywach sztucznych dzięki użyciu dwutlenku węgla podgrzanego do temperatury 30,1 st. C i sprężonego do ciśnienia 73,8 bara. W takich warunkach CO2 wchodzi w stan nadkrytyczny, w którym zaciera się różnica między gazem a cieczą, a dwutlenek węgla zyskuje właściwości zbliżone do rozpuszczalnika. Może wówczas odegrać rolę wehikułu niosącego barwniki czy farmaceutyki do wnętrza plastików.

– Płynny dwutlenek węgla wpompowujemy do kontenera odpornego na wysokie ciśnienie wraz ze składnikami tworzywa, które ma zostać nasycone tym gazem – tłumaczy Manfred Renner, inżynier z Fraunhofer UMSICHT. – Następnie zwiększamy temperaturę i ciśnienie aż do momentu, gdy gaz osiągnie stan nadkrytyczny. Potem wciąż podkręcamy ciśnienie, tak by przy 170 barach sproszkowany barwnik całkowicie rozpuścił się w CO2, a następnie rozproszył wraz z gazem w plastiku. Cały ten proces zajmuje zaledwie kilka minut.

[wyimek]Dzięki CO2 tworzywo można wzbogacić o bakteriobójcze nanocząsteczki[/wyimek]

Po otwarciu kontenera gaz ucieka przez powierzchnię polimeru, ale barwnik pozostaje na miejscu. Cała ta procedura nadaje barwionym tworzywom dużą odporność na ścieranie i zadrapania. No i jest przyjazna środowisku.

– Pożądany kolor lub substancję aktywną wprowadzamy do plastiku bez użycia agresywnych rozpuszczalników – twierdzi Renner.

Nowa technika pozwala też nasycać plastik substancjami wrażliwymi na wysokie temperatury, takimi jak stabilizatory UV zwiększające odporność tworzywa na działanie promieni słonecznych.

[srodtytul]Bat na bakterie [/srodtytul]

Do całego tego procesu badacze zaprzęgli również nanotechnologię: nasycili poliwęglan (plastik, z którego zrobione są m. in. płyty CD) nanocząsteczkami o właściwościach przeciwbakteryjnych. W efekcie powstał materiał idealnie nadający się np. do pokrycia klamek przy drzwiach czy kurków przy kranach w łazience. Jego skuteczność potwierdziło proste doświadczenie, jakie Niemcy przeprowadzili w laboratorium: umieścili na tak przygotowanej powierzchni bakterię E. coli wywołującą m.in. zatrucia pokarmowe. Efekt? Ani jeden mikrob nie wytrzymał zetknięcia z antybakteryjnym plastikiem. Pozytywnie wypadły też testy z wykorzystaniem flurbiprofenu, leku o działaniu przeciwzapalnym.

Najciekawszym zastosowaniem nowej metody może się okazać stworzenie soczewek kontaktowych – zabarwionych na dowolny kolor – wzbogaconych lekami, które w ciągu dnia powoli uwalniałyby się z ich powierzchni. To interesująca alternatywa dla kropli do oczu, zwłaszcza tych, które muszą być wpuszczane regularnie, np. z powodu jaskry.

[i]Więcej informacji o metodzie:[link=http://www.fraunhofer.de]www.fraunhofer.de[/link][/i]

CO2 nie kojarzy się już z niczym innym niż z globalnym ociepleniem i kopcącymi kominami fabryk. A niesłusznie, bo gaz ten można wykorzystać z pożytkiem dla ludzkości. Niemieccy naukowcy opracowali technologię nasycania nim plastiku, która nadaje tworzywom sztucznym zupełnie nową funkcjonalność: od barwienia soczewek kontaktowych po produkcję tworzyw bakteriobójczych.

Okryty złą sławą dwutlenek węgla ma w gruncie rzeczy wiele zalet. Jest niepalny, nietoksyczny, niedrogi i występuje w nadmiarze. Używa się go na przykład do wytwarzania mocznika będącego składnikiem nawozów sztucznych, kwasu salicylowego służącego do wyrobu aspiryny oraz alkoholu metylowego, którego zastosowanie wszyscy znamy.

Pozostało jeszcze 81% artykułu
Nauka
Zanika umiejętność pisania. Logika i gramatyka zaczynają przerastać młode pokolenie
Nauka
Kwietniowa pełnia już wkrótce. Kiedy Różowy Księżyc rozświetli niebo?
Materiał Partnera
Roman jest przełomowy. W kosmiczną misję zaangażowani są Polacy. Co i jak będą badać?
Nauka
Rewolucyjne odkrycie biologów. Bonobo porozumiewają się w sposób podobny do ludzi?
Materiał Partnera
Konieczność transformacji energetycznej i rola samorządów
Nauka
Wilki straszne zostały wskrzeszone? Niezwykły eksperyment z wymarłym gatunkiem