Nelere İhtiyacımız Var?
- Mısır nişastası
- Saf su
- Gliserin
- Sirke
- Gıda boyası
- Dereceli silindir ya da ölçü kabı
- Beher ya da ısıya dayanıklı kap (tava vb.)
- Çay kaşığı
- A4 boyutunda alüminyum folyo
- Isıtıcı
Uyarı:
Etkinliğe başlamadan önce koruma gözlüğü ve eldiven takılmalı, laboratuvar önlüğü giyilmelidir.
Kimyasal maddeleri kullanırken dikkatli olunmalı, bu maddeler solunmamalı ve yutulmamalıdır.
Ne Yapıyoruz?
. Üzerinde hacim ölçümü için derecelendirmeler bulunan bir ölçü kabı yardımı ile 60 mililitre saf suyu ısıya dayanıklı bir kaba dolduralım. İçine yaklaşık 5 çay kaşığı (10 g) mısır nişastası ekleyip karıştıralım.
. Nişasta-su karışımına yaklaşık bir çay kaşığı (5 mililitre) sirke ve bir çay kaşığı (5 mililitre) gliserin ekleyelim ve karıştıralım.
. Hazırladığımız karışıma bir damla gıda boyası damlatalım.
. Renk karışımın her yerine eşit bir şekilde dağılıncaya kadar karıştıralım.
. Karışımı bir ocak üzerinde karıştırarak ısıtalım.
. Karışımdan kabarcıklar çıkmaya başlayınca bir süre daha karıştıralım ve yarı şeffaf jel hâline gelince ocağın üzerinden alalım.
. Karışım soğumadan alüminyum folyo üzerine kaşıkla yayalım. Kuruması için birkaç gün bekleyelim.
Biyoplastiğimiz hazır.
Dilerseniz kendi yaptığınız biyoplastiğin ne kadar sağlam olduğunu test edebilirsiniz.
Ne Oldu?
Nişasta, glikoz moleküllerinin birbirine bağlanmasıyla oluşur. Nişastanın yapısındaki glikoz molekülleri iki farklı şekilde birbirlerine bağlıdır: glikoz moleküllerinin doğrusal bir zincir oluşturduğu amiloz ve dallanmalara sahip amilopektin. Nişasta yaklaşık dörtte bir oranında amiloz, dörtte üç oranında amilopektinden oluşur.
Amilopektin dallanmış bir yapıda olduğundan glikoz moleküllerinin birbirine bağlanarak uzun molekül yani polimer oluşturmasını engeller. Bu nedenle biyoplastik oluşumunun ilk aşamasında nişastadaki glikoz molekülleri birbirinden ayrılır. Isı, su ve sirke nişastanın molekülleri arasındaki bağların kopmasında etkilidir. Sirke (asetik asit adı verilen bir asit çözeltisidir) nişastadaki, dallanmış bir yapıya sahip olan amilopektin moleküllerinin düz zincirli amiloz moleküllerine parçalanmasını sağlar.
Nişasta-su karışımına sirke eklenip karışım ısıtıldığında nişasta molekülleri suda çözünür ve karışım akışkanlığı düşük bir hâl alır. Yani karışım jelatinleşmeye başlar. Karışım soğumaya başlandığında amiloz molekülleri arasında hidrojen bağları oluşur ve böylece uzun zincirli biyoplastik elde ederiz.
Gliserin biyoplastikteki molekül zincirlerinin düzenli bir yapı oluşturacak şekilde (bu bölgeler kristal bölgeler olarak isimlendirilir) bir araya gelmesini zorlaştırır. Bu sayede elde edilen biyoplastik daha esnek olur. Karışıma gliserin eklenmeseydi elde edilen biyoplastik hayli kırılgan olacaktı.
Hazırladığınız karışıma farklı miktarlarda gliserin ekleyerek esneklik derecesi birbirinden farklı biyoplastikler üretebilir ve elde ettiğiniz biyoplastiklerin dayanıklılığını test edebilirsiniz. Ayrıca elde ettiğiniz biyoplastiklerin hangi koşullar altında, ne kadar sürede bozunmadan kaldığını ölçebilirsiniz. Biyoplastik yaparken hangi maddeden ne kadar eklediğinizi ve elde ettiğiniz sonuçları not edebilirsiniz.
Biyoplastik yaparken farklı renkte gıda boyaları ve kalıplar kullanıp biyoplastiğinize bardak gibi farklı şekiller verebilirsiniz.
Kaynaklar:
- Gümüşderelioğlu, M., Kesgin, D., Çevreyle Dost Polimerler, Bilim ve Teknik, Sayı 438, s. 82-84, 2004.
- Gümüşderelioğlu, M., Biyoplastikler, Bilim ve Teknik, Sayı 541, s.76-79, 2012.
- Niaounakis, M., Biopolymers: Applications and Trends, William Andrew Publishing, 2015.
- Arıkan, B. E. & Özsoy H. D., Bitkilerden Biyoplastik Üretimi, Bursa Tarım Kongresi, 2014.
- http://stanford.edu/~dsull/Making_Bioplastics.pdf
- https://csp.umn.edu/wp-content/uploads/2017/03/Make-it-and-Break-it.pdf
- https://www.plasticpollutioncoalition.org