Groen plastic kan groener

PLA wordt nu al gebruikt in groenteverpakkingen en composteerbare bekers. Het is ook erg geschikt voor medische toepassingen, zoals hechtingsdraad en schroeven, die na een tijdje vanzelf vergaan. Polymelkzuur is een bioplastic dat van suiker wordt gemaakt. Suiker uit bijvoorbeeld suikerbieten of mais wordt door gisting omgezet in melkzuurmoleculen, bouwblokken voor polymelkzuur.  Helaas is het productieproces duurder dan de productie van klassieke plastics uit aardolie.

‘Dat komt doordat het proces uit meerdere stappen bestaat’, legt Dusselier uit. ‘In een eerste stap worden de melkzuurmoleculen in een reactor onder hoge temperatuur en in een vacuüm ongeordend met elkaar verbonden tot een soort preplastic van slechte kwaliteit. In een tweede stap wordt dat preplastic afgebroken tot de bouwstenen van PLA, die telkens uit twee melkzuurmoleculen bestaan.’

Eerst een slecht plastic maken om dat vervolgens weer af te breken is weinig efficiënt. Bovendien zijn er voor het klassieke productieproces metalen nodig om de reacties op gang te brengen, en levert het een aanzienlijke hoeveelheid afval op. Om daar iets aan te doen, introduceerde Dusselier een concept uit de petrochemie in de productie van bioplastic. ‘Ons nieuwe proces maakt gebruikt van zeolieten, mineralen met een poreuze structuur.’ In de poriën van de zeoliet worden de bouwstenen van PLA gevormd. ‘Door de juiste poriegrootte te selecteren, kan je ervoor zorgen dat enkel de kleine bouwstenen in de poriën kunnen worden gevormd, en niet de grote kluwens preplastic.’

Het resultaat is een proces waarvoor geen metalen nodig zijn, dat minder afval oplevert en ook nog eens goedkoper en efficiënter is. ‘We zijn erin geslaagd de efficiëntie op te drijven: 97 procent van het melkzuur wordt uiteindelijk omgezet in PLA’, zegt Dusselier. Het patent op het nieuwe proces is verkocht aan een grote speler in de petrochemie, die het verder optimaliseerde. ‘Helaas is PLA dat op dit moment geen prioriteit voor het bedrijf, zodat grootschalige toepassing wellicht nog even op zich zal laten wachten’, zegt hij.

Vogelaar
Dusselier is in zijn vrije tijd natuurfotograaf met een voorliefde voor vogels. Het is zijn liefde voor de natuur die hem  in dit onderzoeksdomein deed belanden. ‘Toen ik nog jong was, wou ik al iets doen tegen het enorme probleem van plasticafval dat in de oceanen belandt en daar onder meer albatrossen en andere zeevogels fataal wordt. In Costa Rica zag ik met eigen ogen hoe sommige afgelegen stranden vol liggen met kleine stukjes plastic.’

Dusselier beseft dat PLA de traditionele plastics nooit volledig zal kunnen vervangen, al was het maar omdat het voor sommige toepassingen niet geschikt is, maar hij ziet wel nog groeimogelijkheden. ‘PLA is uitermate geschikt voor 3D-printen, omdat het niet stinkt. Als 3D-printers voor thuisgebruik algemeen worden, ligt daar zeker een markt voor PLA.’

Intussen sleutelt Dusselier verder aan het productieproces voor PLA en begeleidt hij onderzoekers die het bioplastic nieuwe eigenschappen proberen te geven. ‘We proberen onze nieuwste variant onder meer steviger en vlamvertragend te maken, zodat het bijvoorbeeld in computers kan worden gebruikt. En we proberen het beter afbreekbaar te maken, zodat het sneller verdwijnt als het in de natuur terecht komt.’

Bio

Michiel Dusselier studeerde in 2009 af als bio-ingenieur aan de KU Leuven en behaalde vier jaar later zijn doctors­titel. Daarna ging hij nog een jaar studeren aan het California Institute of Technology, en sinds een jaar is hij postdoctoraal onderzoeker aan de KU Leuven.

Michiel is genomineerd voor de Eos Pipet 2016, onze bekroning voor de meest beloftevolle jonge wetenschapper.