Een nieuw type plastic gemaakt van DNA is mogelijk het meest duurzame plastic tot nu toe. Producenten kunnen het materiaal gebruiken om verpakkingen en elektronische apparaten biologisch afbreekbaar te maken.
Chinese onderzoekers hebben het nieuw type plastic gemaakt van DNA en plantaardige olie. Het plastic is herbruikbaar, de productie ervan is energiezuinig en het materiaal is daarnaast makkelijk te recyclen of af te breken.
Slecht nieuws
De meeste gangbare plastics zijn slecht voor het milieu. Ze zijn gemaakt van niet-hernieuwbare petrochemicaliën, de chemische producten van aardolie. Verder zijn er hoge temperaturen en giftige chemicaliën nodig om het plastic te maken en duurt het honderden jaren voordat het is afgebroken. Maar een klein deel ervan wordt gerecycled. De rest eindigt op de stort, wordt verbrand of belandt in de natuur.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Alternatieve plasticsoorten, gemaakt van plantaardige bronnen als maïzena of zeewier, zijn steeds meer in trek. Ze zijn duurzaam en biologisch afbreekbaar. Het nadeel is dat het ook veel energie kost om deze plastics te produceren. Bovendien ze zijn moeilijk te recyclen.
Oplossing
Synthetisch bioloog Dayong Yang van de Universiteit van Tianjin in China en zijn collega’s ontwikkelden een type plastic dat deze problemen omzeilt. De onderzoekers koppelden kleine stukjes DNA aan elkaar met een stofje afkomstig uit plantaardige olie. Zo ontstond een zacht, gelachtig materiaal. Als je dat spul in mallen giet en het water eruit onttrekt met een speciaal vriesdroogproces, kun je allerlei vormen maken.
De onderzoekers maakten op deze manier verschillende voorwerpen: een kopje, een driehoekige prisma, puzzelstukjes, een haltervorm en ook een model van een DNA-molecuul. Vervolgens recyclede het team de voorwerpen door ze in water onder te dompelen. Zo veranderde de vaste structuren weer in een gel, dat ze opnieuw konden gebruiken om andere vormen mee te maken.
Toekomst
‘Wat ik zo leuk vind aan dit type plastic is dat je het kan afbreken en gewoon weer opnieuw kan gebruiken’, zegt scheikundige Damian Laird van Murdoch-universiteit in Australië, die niet betrokken was bij dit onderzoek. ‘Het meest onderzoek focust zich op het ontwikkelen van bioplastics die biologisch afbreekbaar zijn. Maar als we serieus zijn over de transitie naar een circulaire economie dan moeten we ook zorgen dat ze recyclebaar zijn, zodat ze niet verloren gaan.’
Een ander voordeel van het nieuwe type plastic is dat het oorspronkelijke materiaal, namelijk DNA, in overvloed beschikbaar is. Er is naar schatting 50 miljard ton DNA aanwezig op aarde. Yang en zijn collega’s hebben in dit onderzoek gebruikgemaakt van DNA uit zalmsperma, maar ook DNA uit duurzame bronnen als gewasafval, algen of bacteriën is geschikt.
De productie van het DNA-plastic heeft daarnaast geen hoge temperaturen nodig. In vergelijking met polystyreen plastic, stoot de productie van dit nieuwe type plastic 97 procent minder koolstof uit. Wanneer het plastic niet meer nodig is, kan het zelfs worden opgeruimd met behulp van specifieke enzymen die DNA afbreken, zegt Yang. ‘Voor zover wij weten, is het DNA-plastic dat wij hier beschrijven het meest duurzame materiaal onder alle plasticsoorten’, aldus Yang.
Nieuw begin
Er zijn wel twee nadelen aan het nieuwe type plastic. Zo is het niet zo sterk als traditionele plasticsoorten. Daarnaast moet het materiaal droog blijven om niet weer in een gel te veranderen. Daarom is het volgens Yang vooral geschikt om te verwerken in verpakkingsmaterialen en elektronische apparaten.
Om het DNA-plastic toch waterproof te maken, suggereert materiaalwetenschapper Maryan Naebe van Deakin-universiteit in Australië het te omgeven met een laagje waterresistente chemicaliën – zoals we ook doen met papieren bekertjes.
Yang geeft aan dat zijn team al plannen maakt om commerciële producten te maken met het nieuwe type plastic: ‘dit is nog maar het begin.’
