Mikroplastik, pecahan kecil dan hampir tidak dapat dihancurkan dari produk plastik, ditemukan di mana-mana mulai dari lautan hingga tubuh manusia, sehingga menimbulkan risiko lingkungan dan kesehatan yang serius. Penelitian terobosan yang dilakukan oleh University of California San Diego dan Algenesis mengungkap polimer berbasis alga yang dapat terurai pada tingkat mikroplastik dalam waktu tujuh bulan, sehingga menawarkan alternatif yang menjanjikan dibandingkan plastik berbasis minyak bumi.
Sebuah studi baru menunjukkan bahwa polimer nabati dapat terdegradasi dalam waktu tujuh bulan.
Mikroplastik adalah pecahan kecil yang hampir tidak dapat dihancurkan yang dihasilkan dari produk plastik sehari-hari. Saat kita mempelajari lebih lanjut tentang mikroplastik, berita yang ada semakin buruk. Telah terdokumentasi dengan baik di lautan dan tanah, kita kini menemukannya di tempat yang paling tidak terduga: arteri, paru-paru, dan bahkan plasenta. Mikroplastik membutuhkan waktu antara 100 hingga 1.000 tahun untuk terurai dan, sementara itu, planet dan tubuh kita semakin tercemar oleh bahan-bahan ini setiap harinya.
Menemukan alternatif yang layak terhadap plastik tradisional berbahan dasar minyak bumi dan mikroplastik kini menjadi hal yang sangat penting. Penelitian baru dari para ilmuwan di Universitas California San Diego dan perusahaan ilmu material Algenesis menunjukkan bahwa polimer nabati mereka terurai – bahkan pada tingkat mikroplastik – dalam waktu kurang dari tujuh bulan. Makalah ini, yang penulisnya semuanya adalah profesor, alumni, atau mantan ilmuwan penelitian UC San Diego, muncul di jurnal Laporan Ilmiah.
“Kami baru mulai memahami implikasi mikroplastik. Kita baru mengetahui dampaknya terhadap lingkungan dan kesehatan,” kata Profesor Kimia dan Biokimia Michael Burkart, salah satu penulis makalah dan salah satu pendiri Algenesis. “Kami mencoba mencari bahan pengganti untuk bahan-bahan yang sudah ada, dan memastikan bahan-bahan pengganti tersebut akan terurai secara biologis pada akhir masa pakainya dan tidak akan tertimbun di lingkungan. Itu tidak mudah.”
“Saat kami pertama kali membuat polimer berbahan dasar alga ini sekitar enam tahun lalu, tujuan kami adalah agar polimer tersebut benar-benar dapat terurai secara hayati,” kata penulis makalah lainnya, Robert Pomeroy, yang juga seorang profesor kimia dan biokimia dan rekan Algenesis. pendiri. “Kami memiliki banyak data yang menunjukkan bahwa material kami menghilang di dalam kompos, namun ini adalah pertama kalinya kami mengukurnya pada tingkat mikropartikel.”
Mengujinya
Untuk menguji kemampuan biodegradasinya, tim menggiling produk mereka menjadi mikropartikel halus, dan menggunakan tiga alat pengukuran berbeda untuk memastikan bahwa, ketika dimasukkan ke dalam kompos, bahan tersebut dicerna oleh mikroba.
Alat yang pertama adalah respirometer. Ketika mikroba menguraikan bahan kompos, mereka melepaskan karbon dioksida (CO2), yang diukur oleh respirometer. Hasil ini dibandingkan dengan pemecahan selulosa, yang dianggap sebagai standar industri dengan kemampuan terurai secara hayati 100%. Polimer nabati ini hampir seratus persen cocok dengan selulosa.
Penghitungan partikel mikroplastik berbahan dasar minyak bumi (EVA) dan nabati (TPU-FC1) menunjukkan bahwa, seiring berjalannya waktu, EVA hampir tidak mengalami biodegradasi, sedangkan sebagian besar TPU telah menghilang pada hari ke-200. Kredit: Algenesis Corporation
Selanjutnya tim menggunakan flotasi air. Karena plastik tidak larut dalam air dan dapat mengapung, plastik dapat dengan mudah terangkat dari permukaan air. Dalam jangka waktu 90 dan 200 hari, hampir 100% mikroplastik berbahan dasar minyak bumi berhasil ditemukan, yang berarti tidak ada satupun yang terurai secara hayati. Di sisi lain, setelah 90 hari, hanya 32% mikroplastik berbahan dasar alga yang ditemukan, menunjukkan bahwa lebih dari dua pertiganya telah terurai secara hayati. Setelah 200 hari, hanya 3% yang pulih yang menunjukkan bahwa 97% telah hilang.
Pengukuran terakhir melibatkan analisis kimia melalui kromatografi gas/spektrometri massa (GCMS), yang mendeteksi keberadaan monomer yang digunakan untuk membuat plastik, yang menunjukkan bahwa polimer tersebut dipecah menjadi bahan tanaman awalnya. Mikroskop pemindaian elektron lebih lanjut menunjukkan bagaimana mikroorganisme menjajah mikroplastik yang dapat terbiodegradasi selama pengomposan.
“Bahan ini adalah plastik pertama yang didemonstrasikan bukan menciptakan mikroplastik saat kita menggunakannya,” kata Stephen Mayfield, salah satu penulis makalah, profesor di Sekolah Ilmu Biologi dan salah satu pendiri Algenesis. “Ini lebih dari sekedar solusi berkelanjutan untuk siklus hidup produk akhir dan tempat pembuangan sampah yang padat. Ini sebenarnya plastik bukan akan membuat kita sakit.”
Menciptakan alternatif ramah lingkungan terhadap plastik berbahan dasar minyak bumi hanyalah salah satu bagian dari jalan panjang menuju kelangsungan hidup. Tantangan yang ada saat ini adalah untuk dapat menggunakan material baru pada peralatan manufaktur yang sudah ada sebelumnya dan awalnya dibuat untuk plastik tradisional, dan di sini Algenesis mengalami kemajuan. Mereka telah bermitra dengan beberapa perusahaan untuk membuat produk yang menggunakan polimer nabati yang dikembangkan di UC San Diego, termasuk Trelleborg untuk digunakan dalam kain berlapis dan RhinoShield untuk digunakan dalam produksi casing ponsel.
“Saat kami memulai pekerjaan ini, kami diberitahu bahwa hal itu tidak mungkin,” kata Burkart. “Sekarang kita melihat kenyataan yang berbeda. Ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan, tapi kami ingin memberikan harapan kepada masyarakat. Dia adalah Mungkin.”
Referensi: “Biodegradasi cepat mikroplastik yang dihasilkan dari poliuretan termoplastik berbasis bio” oleh Marco N. Allemann, Marissa Tessman, Jaysen Reindel, Gordon B. Scofield, Payton Evans, Robert S. Pomeroy, Michael D. Burkart, Stephen P. Mayfield dan Ryan Simkovsky, 12 Maret 2024, Laporan Ilmiah.
DOI: 10.1038/s41598-024-56492-6
Penelitian ini didukung dana dari Departemen Energi (DE-SC0019986 dan DE-EE0009295).
Pengungkapan: Burkart, Mayfield dan Pomeroy adalah salah satu pendiri dan memegang posisi ekuitas di Algenesis Corporation.
