‘Plastic is niet het probleem, de mens is het probleem’

By Mauro Mereu

“Mensen moeten bewuster omgaan met plastics. Waarom zijn plastic zakken een probleem? Omdat je ze gewoon weggooit. Als je je bewust bent van het probleem, dan komen er geen plastic zakken in het milieu terecht”, zegt prof. dr. Jean-Marie Lehn stellig.

De Franse chemicus is nu in de tachtig. Maar hij is nog even kwiek als altijd en deelt nog steeds zijn kennis en zijn passie. De wetenschap stopt niet, en hij is ook niet van plan te stoppen. Hij was een van de sprekers op de Brightlands Polymer Days 2021.

De Brightlands Polymer Days is een driedaagse conferentie over wetenschap en technologie op het gebied van polymeren. De Belgian Polymer Group, KNCV Divisie Macromoleculair, PTN, de voormalige Dutch Polymer Days, en de Brightlands Rolduc Polymer Conference zijn de organisatoren erachter. Het thema van de conferentie was dit jaar ‘Innovatieve polymeermaterialen voor een duurzame toekomst’.

Prof. Dr. Jean-Marie Lehn gaf een plenaire lezing over Dynamische Adaptieve Materialen. Hij is een van de pioniers van de supramoleculaire chemie. In 1969 ontdekte hij crypto-moleculen; moleculen die in staat zijn chemische verbindingen te creëren door middel van chemische reacties die biologische processen beïnvloeden. Daarvoor ontving hij 18 jaar later de Nobelprijs.

Hoewel ook het onnadenkende gedrag van individuen wordt belicht, wordt de impuls om over te stappen op het gebruik van duurzamere materialen gezien als iets dat van beleidsmakers moet komen. “Beleid heeft een enorme invloed. Als je in supermarkten geen plastic tasjes meer kunt krijgen tenzij ze biologisch afbreekbaar zijn, zal dat het beeld veranderen. Mensen zullen dan waarschijnlijk bereid zijn om nog eens 10, 20 of 30 cent te betalen voor een biologisch afbreekbare tas als ze iets kopen in de supermarkt”, legt Lehn uit.

Plasticvervuiling

Sinds de ontdekking van plastic zijn de eigenschappen ervan het materiaal bij uitstek geworden voor duizenden toepassingen. Met de toename van het gebruik nam ook de plasticvervuiling toe. Volgens Our World in Data was de bijdrage van Nederland aan de hoeveelheid plastic in de oceanen in 2019 maar liefst 271 ton. Er zijn nieuwe oplossingen nodig. Die zouden kunnen voortkomen uit de ontdekkingen die Lehn tientallen jaren geleden deed.

Gevraagd naar een eenvoudige definitie van supramoleculaire chemie, antwoordt de Franse wetenschapper: “moleculaire sociologie”. Moleculen gedragen zich namelijk anders wanneer zij met andere moleculen interageren. “Een eenvoudige, enkele watermolecule kan niet koken of bevriezen. Een glas water kan wel koken of bevriezen. Er ontstaan nieuwe eigenschappen omdat ze samen zijn, ze interacteren”, legt Lehn uit.

“Wanneer ze geïsoleerd zijn, hebben moleculen bepaalde eigenschappen. Maar wanneer ze met andere moleculen interageren, gedragen ze zich anders, net zoals mensen doen.” In 1990 startte de Franse chemicus een nieuwe onderzoekslijn, de constitutionele dynamische chemie (CDC). Voortbouwend op de veronderstellingen van de supramoleculaire chemie, verandert dit soort benadering de manier waarop naar stoffen wordt gekeken.

Dynamische polymeren

Polymeren – materialen bestaande uit macromoleculen gevormd door monomeren – vormen de basis van vele materialen, zoals glas, kunststoffen en papier. Dynameren zijn het resultaat van de toepassing van de CDC-principes op de polymeerwetenschap. Het zijn met andere woorden dynamische polymeren, en ze werden in 2005 door Prof. Dr. Lehn geïntroduceerd.

“Polymeren hebben sterke bindingen –covalente bindingen– tussen de monomeren, en toen we de dynameren ontwikkelden, was het idee om ze dynamisch te maken. We wilden polymeren hebben waarvan de bindingen niet onomkeerbaar zijn, die kunnen worden verbroken en die een evenwicht kunnen vinden door segmenten uit te wisselen”, verduidelijkt Lehn.

Lees ook: Afbreekbaar verpakkingsmateriaal van zeewier als tegenhanger van plastic

Naar aanleiding van het onderzoek naar dynameren toonde een Japans bedrijf belangstelling. Ze gingen daarvoor een partnerschap aan te gaan met de universiteit van Straatsburg.

“De wetenschappers in dat onderzoek maakten een goede hoeveelheid van deze materialen en ontdekten dat het mogelijk was om de afbraaktijd van het materiaal aan te passen. Het probleem is dat ze nog vrij duur zijn”, legt Lehn verder uit.

Deze technologie maakt een flexibele structuur mogelijk, waarbij je een preciezere levensduur kunt bepalen, afhankelijk van het gebruik van elk product. Luiers kunnen bijvoorbeeld zo gemaakt worden dat ze maar een paar dagen meegaan.

Bij de overgang naar het gebruik van duurzamere materialen wijst professor Lehn op de noodzaak voor regeringen om mensen over te halen deze materialen te gebruiken en strengere maatregelen te nemen. “Toen de Franse premier aankondigde dat je alleen in een restaurant mocht dineren als je gevaccineerd was, lieten veel mensen zich snel zalsnog om vaccineren. Dat is een goede manier om mensen over de streep te trekken”, merkt Lehn op.

Hartimplantaten

Volgens de principes van de supramoleculaire chemie creëerde het Eindhovense Xeltis biocompatibele polymeren die nu worden gebruikt als hartimplantaten voor kinderen. Deze kleppen helpen baby’s die lijden aan ernstige aangeboren hartafwijkingen. “We hebben superradicale polymeren al in 1990 geïntroduceerd, dus het heeft dertig jaar geduurd voordat dit klaar was. Het is een lange tijdspanne, maar het is uiteindelijk gebeurd. En nu heeft deze medische component de eigenschappen dat hij door weefsel kan worden geabsorbeerd en kan worden afgebroken”, aldus Lehn op.

De overgang naar een plasticvrije wereld zal veel inspanning vergen. Dus bioplastics zouden een haalbare optie kunnen zijn in de richting van een duurzamer model. Op dit moment maken de eigenschappen en het gemak van plastic het bijna onvervangbaar. Plastic als zondebok aanwijzen zal de klus dan ook niet klaren.

“Er zijn andere duurzame kunststoffen nodig. Soms zeggen mensen ‘laten we weer glas nemen’. Glas is zwaar. Het kost veel energie om het van de productielocatie naar de winkels te brengen. Kunststof is daarentegen heel licht, dus is er minder energie nodig. Maar we moeten er altijd voorzichtig mee zijn, en rekening houden met de kosten van het hergebruik ervan”, besluit Lehn.
Ook interessant: Dit maakt microplastics overbodig