Entzima bat, material akrilikoen toxikoak garbitzeko

Ur-oinarriko pinturak eta itsasgarriak disolbatzaile organikotan oinarritutako produktuak baino alternatiba ez hain toxikotzat hartu ohi dira, bai osasunarentzat, bai ingurumenarentzat. Ura bitarteko nagusi gisa erabiltzean, nabarmen murrizten dira isuri kutsatzaileak, eta segurtasuna areagotzen da, bai fabrikazio-prozesuan, bai etxeko erabileran.

Hala ere, oraindik badira erronkak ur-oinarridun (edo akriliko) diren pintura horiek osasunean eta ingurunean guztiz ezabatzeko. Jende askori ezaguna egingo zaio egoera hau: gela bat halako pintura batez margotzean, egunetan zehar iraun dezaketen usainak agertzen dira. Baina pinturak ez badu disolbatzaile organikorik, nondik datoz usain horiek?

Erantzuna konposatu organiko lurrunkorretan (KOL) dago. Usain horien kantitate handi bat monomero-hondar deritzonetatik dator, hau da, pinturaren, itsasgarriaren edo beste polimero¹ batzuen fabrikazioan erabat erreakzionatu ez duten molekula txikietatik. Haien kontzentrazioa oso txikia izan arren, ppm-ko (milioiko zati) ordenakoa, haien presentzia ez da kaltegabea. Maila horietan ere usain desatseginak, begietako eta arnasbideetako narritadura eta, esposizio luzeetan, osasunerako beste ondorio kaltegarri batzuk sor ditzakete.

Hori dela eta, Europako legediak oso muga zorrotzak ezartzen ditu pintura, estaldura eta itsasgarrietan KOL hauek egon daitezkeen kantitateentzat. Erronka hori buruan izanda, POLYMAT (EHU) zentroko ikertzaile batzuek konposatu horiek murrizteko dauden estrategiak hobetzea bilatzen duen irtenbide bat garatu dute: nahi ez diren konposatu horiek ia guztiak harrapatzeko gai den metodo bioteknologiko berritzaile bat².

Ur-oinarriko pinturak eta itsasgarriak fabrikatzeko gehien erabiltzen den tekniketako bat ur-oinarridun polimerizazioa da. Prozesu horretan, monomeroak uretan sakabanatzen dira hasarazle batekin batera. Horrek kate-erreakzio bat abiarazten du, eta, horren bidez, monomeroak polimero bihurtzen dira. Emaitza latex bat da, normalean likido zurixka gisa ikusten duguna. Hala ere, erreakzioa oso gutxitan izaten da totala, eta beti geratzen dira erreakzionatu gabeko monomero-kantitate txikiak.

Elhuyar aldizkariko beste artikulu batean³ xehetasun gehiagorekin azaltzen den bezala, maila industrialean bi estrategia daude hondakin horiek murrizteko. Lehenengoa postpolimerizazio kimikoa da: erreakzio nagusia amaitu ondoren, hasarazle gehiago gehitzen da gainerako monomeroen erreakzioa behartzeko. Metodo sinplea da, baina, berotu behar denez, energia dezente behar da, eta nahi ez diren KOL berriak sor ditzake. Bigarrena deslurruntzea da: beroa eta hutsa erabiltzen dira monomeroak eta beste konposatu organiko lurrunkorrak gas fasera igarotzeko. Oso eraginkorra bada ere, energia-kontsumo izugarria du.

POLYMATen garatutako alternatiba tresna bioteknologiko bat integratzean oinarritzen da: Armoracia rusticana landarearen (errefautxoaren) sustraietatik erauzitako entzima, hain zuzen. Biomolekula hori polimerizazio-erreakzioa amaitu ondoren gehitzen zaio ur-nahasteari, eta, hidrogeno peroxidoaren eta azetilazetonaren presentzian, prozesu kimiko bat abiarazten du, hondar-monomeroak ezabatzeko gai dena, nahiz eta oso kantitate txikian egon.

Prozesu berritzaile honetan, monomero-molekulak elkartu egiten dira beren artean entzimak eta peroxiazetonak sustatutako erreakzio baten ondorioz. Elkartzean, monomeroek polimero motz batzuk sortzen dituzte, eta horiek aurretik sortutako polimero-kateen artean integratzen dira. Entzimak, berriz, balio handieneko piezak, katalizatzaile gisa jokatzen du, hau da, ez da kontsumitzen, eta horrek kostuak murriztea ahalbidetzen du. Egindako esperimentuetan, metil metakrilato monomeroaren (MMA) kasuan, % 95etik gorako bihurketak (ezabatzen den KOL-ehunekoa) lortu dira, eta butil akrilatoaren (BA) kasuan % 90etik hurbilekoak. Ur-oinarriko pintura eta itsasgarrietan ohikoenak diren bi monomeroak dira.

Bereziki garrantzitsua den alderdi bat da metodo hau eraginkorra dela giro-presioan eta giro-tenperaturan, eta ez duela KOL motako konposatu berririk sortzen. Horrek alternatiba jasangarriagoa bihurtzen du, beste bi estrategia ohikoen aurrean.

Ikertzaileek ikusi dute, KOLak murrizteaz gain, prozesu honek polimeroaren propietateetan ere eragiten duela. Lortzen den materialak malgutasun handiagoa du, eta hori onuragarria izan daiteke, edo ez, aplikazioaren arabera. Efektu hori gertatzen da entzimak eta sortutako polimero-kate laburrek plastifikatzaile gisa jokatzen dutelako eta polimero-kateen mugimendua errazten dutelako. Bestalde, materialaren egonkortasun termikoan, hobekuntza bat ikusten da. Berotzean, entzima karbonizatu egiten da, eta polimeroaren degradazioa atzeratzen duen babes-geruza bat sortzen du; horrek tenperatura altuekiko erresistentzia areagotzen du.

Emaitzak itxaropentsuak badira ere, prozesua laborategi-fasean dago oraindik. Hurrengo urratsak eskala industrialera egokitzera bideratuko dira. Helburu hori lortzen bada, landare arrunt batetik erauzitako entzima bat funtsezko tresna bihur liteke pintura eta itsasgarri jasangarriagoak garatzeko.

Erreferentziak

[1] https://zientzia.eus/artikuluak/zer-dira-polimeroak/

[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014305726000121

[3] https://zientzia.eus/artikuluak/polimeroen-monomero-hondarrak-murriztu-egin-daitez/