Cambridge üniversitesinden araştırmacılar, bitkilerde, meyvelerde ve sebzelerde hücre duvarlarının ana yapı taşı olan selülozdan sürdürülebilir, toksik olmayan, vegan ve biyolojik olarak parçalanabilen ve orjinali kadar ışıltılı sim üretmenin bir yolunu buldular.
Selülozdan Yapılmış Simler
Sim, yapısal renk adı verilen bir işlemle canlı renkler oluşturacak şekilde ışığı bükebilen selüloz nanokristallerinden yapılmaktadır. Aynı fenomen, kelebek kanatları ve tavus kuşu tüyleri gibi doğadaki en parlak renklerden bazılarını üretmekte ve bir asır sonra bile solmayan tonlarla sonuçlanmaktadır.
Araştırmacılar, selülozun yoğun renkli filmler üretmesini sağlayan kendi kendine bir araya getirme tekniklerini kullanarak elde edilen sürdürülebilir simlerin, kozmetikte yaygın olarak kullanılan plastik sim parçacıklarının ve küçük mineral efektli pigmentlerin yerini almak için kullanılabileceğini söylemektedirler. Avrupa’da kozmetik endüstrisinin her yıl yaklaşık 5.500 ton mikroplastik kullandığı göz önünde bulundurulduğunda, sürdürülebilir simlerin çevreye olan zararı azaltmada etkisi aşikardır.
Çalışma ekibi tarafından hazırlanan selüloz nanokristallerin filmleri, odun hamurundan kağıt yapmak için kullanılanlar gibi rulodan ruloya işlemler kullanılarak ölçeklendirilebilmektedir. Bu malzemeler ilk kez endüstriyel ölçekte üretilmektedir.
Tüketici Ürünlerinde Kullanılan Toksik Pigmentlerin Yerini Alacak Odun Selülozu
Cambridge profesörlerinden ve makalenin kıdemli yazarlarından biri olan Silvia Vignolini, plastik simlerin toprağa, okyanusa karıştığını ve bu durumun genel kirlilik düzeyini arttırdığını belirtmiştir. Tüketicilerin, simlerin eğlenceli olduğu kadar çevreye de ciddi zararları olduğunu fark etmeye başladıklarını vurgulamıştır.
Uzun yıllardır, Vignolini’nin araştırma grubu, odun hamurundan selüloz çıkarmak ve onu boya ve kozmetik gibi çok sayıda tüketici ürününde kullanılan toksik pigmentlerin yerine kullanılabilecek parlak, renkli malzemelere dönüştürmekle uğraşmaktadır.
Araştırma ekibi, selüloz çözeltisini ve kaplama parametrelerini dikkatli bir şekilde optimize ederek, nano ölçekten büyük ölçekli selüloz filmleri ürettikten sonra, onları sim veya efekt pigmentleri yapmak için kullanılan boyutta parçacıklar halinde öğütmektedirler. Ortaya çıkan parçacıklar biyolojik olarak parçalanabilir, plastik içermez ve toksik değildir. İşlemler mevcut endüstriyel ölçekli makinelerle uyumludur. Ekip, sadece birkaç adımda uygun sıvı süspansiyona dönüştürülen ticari olarak temin edilebilen selüloz malzemelerini kullanarak, ticari bir makinede selüloz içeren süspansiyonun sürekli çökelmesini sağlayarak ve kurutma işlemi ile simleri elde etmektedir. Üretim sürecinin ticari ekipman üzerinde gösterilmesi, yeni malzemenin laboratuvar dışında kullanıma sunulmasına yönelik önemli bir adımdır.
Yeni Süreç Geleneksel Yöntemlere Göre Daha Az Enerji Tüketiyor
Ek olarak, süreç geleneksel yöntemlerden çok daha az enerji tüketmektedir. Sentetik polimerler kullanmadıklarında, şirketler genellikle bir efekt pigmenti halinde MICA ve TITANIUM DIOXIDE kullanırlar. Bununla birlikte, TITANIUM DIOXIDE, potansiyel kanserojen etkileri nedeniyle AB’de gıda uygulaması için son zamanlarda yasaklanmıştır. MICA ekstraksiyonu ise, çocuk işçiliği de dahil olmak üzere sömürücü uygulamalara dayanan gelişmekte olan ülkelerde sıklıkla üretilmektedir.
Makale yazarlarından biri olan Benjamin Droguet, geleneksel olarak, pigment parçacıkları oluşturmak için pigment minerallerinin 800 °C’ye kadar olan sıcaklıklarda ısıtılması gerektiğini ve dünya çapında üretilen geleneksel pigmentler göz önüne alındığında bu durumun gezegene zararlı olduğunu belirtmiştir. Bu ürünün tamamen sürdürülebilir, biyolojik olarak parçalanabilen ve vegan bir pigment ve parıltı sağlayarak kozmetik endüstrisinde devrim yaratabileceğine inandığını belirtmiştir.
Sürecin daha fazla optimizasyonuna hala ihtiyaç duyulmasına rağmen, araştırmacılar, pigmentlerini ve pırıltılarını önümüzdeki yıllarda ticari olarak kullanılabilir hale getirmek için bir şirket kurmayı ummaktadırlar.
Araştırma, kısmen Avrupa Araştırma Konseyi ve Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) tarafından finanse edilmiştir.