S istým zveličením by sa dalo povedať, že slovenský vynález svetového významu, o ktorom bude reč, má biblický podtón.
V prach si a v prach sa obrátiš. V preklade – čo z prírody vezmeš, do nej vrátiš. Bezo zvyšku.
V tomto duchu sa vyše dvadsiatich rokov uberal výskum doc. Pavla Alexyho (51) zo Slovenskej technickej univerzity v Bratislave v úzkej spolupráci s Ústavom polymérov Slovenskej akadémie vied. Hoci, ako hovorí, tento konkrétny výskum, za ktorý dostali nedávno medailu v Taiwane, je výsledkom maximálne trojročnej práce. Hovoríme o tzv. biodegradovateľných polyméroch, ktoré sú úžasné v tom, že sa na rozdiel od iných plastových obalov biologicky rozložia, čím chránia prírodu. Sú na báze surovín pripravených zo škrobov a z cukrov. Takýto obal na vajíčka strčíme do kompostu, ktorým pohnojíme napríklad kukuricu, z kukurice použijeme škrob na výrobu ďalšieho polyméru, ktorý sa na kompostovisku premení na vodu a CO2, teda na oxid uhličitý, ktorý potrebujú rastliny na svoj rast, a uzavretý cyklus pokračuje.
„To však neznamená, že keď takýto obal odhodíte v lese, je vec vybavená,“ smeje sa docent Alexy, ktorý svojou veselou povahou potvrdzuje, že vedci nie sú žiadni nudní „kakabusi“. „Rozložiť sa rozloží, ale v komposte. Inak je odolný proti vode, slnečnému žiareniu, dlho skladovateľný a mimoriadne pevný. Takže s takouto taškou nemusíte počas lejaka utekať domov, ako som nedávno čítal na jednom diskusnom fóre, utekám, prší, aby sa nerozpadla ☺.“ A my dodávame, že ani kompostovisko si doma zakladať nemusíte. To bude úloha pre štát, resp. samosprávu. Tak ako dnes vyhadzujeme odpad na skládky, budeme ho vyvážať na zdravšie kompostoviská.
Polyetylénovú tašku? Nemáme.
Aby sme pochopili revolučnosť tohto vynálezu, musíme sa vrátiť o pár desiatok rokov späť. „Prvé plastové fólie, teda aj tašky, sa vyrábali z PVC a jeho najväčším výrobcom v Európe bola nemecká fi rma IG Farben. Tá dala svojmu produktu názov igelit. Koncern po druhej svetovej vojne zanikol a plastové fólie sa začali vyrábať z polyetylénu, ktorý už s PVC nemá nič spoločné,“ vysvetľuje vedec. A so smiechom dodáva, že keď má dobrú náladu, v obchode si zvykne pýtať polyetylénovú tašku. „Väčšinou mi povedia, že nemajú,“ baví sa. V podstate si však pýta len jedno z milióna vrecúšok s uškami, ktoré my z neznalosti voláme a asi aj naďalej budeme tvrdohlavo volať igelitka.
Medzi vynálezom kolektívu docenta Alexyho a PVC prešiel dlhý čas. Rozumní ľudia začali vo chvíli, keď nastal boom výroby z plastov, biť na poplach. Tlačili na vedcov, aby hľadali iné materiály. „Tá, ľudovo povedané, umelá hmota, odborne polymér alebo tiež plast, bola spočiatku nestabilným materiálom a vedci desaťročia pracovali na tom, aby ich zastabilizovali proti vonkajším vplyvom, až to nakoniec urobili veľmi kvalitne,“ schuti sa zasmeje a pokračuje: „Teraz trvá stovky rokov, kým sa rozložia. Logicky nastala otázka, ako sa s tým vyrovnať.“
S výskumom pomáhajú na fakulte doktorandi, ktorých si Pavol Alexy vyberá zo svojich študentov.
Preto prišla niekedy v 60. – 70. rokoch výzva hľadať biologicky rozložiteľné plasty. V tom čase sa vedci orientovali na polyméry na syntetickej báze z fosílnych zdrojov surovín, teda na ropu, zemný plyn a uhlie.
„Čiastočne boli úspešní, zaviedli do praxe napríklad vo vode rozpustný polyvinyl alkohol,“ sprevádza nás docent históriou. „V ďalšom období sa do syntetických polymérov ako polyetylén primiešavali biopolyméry, prednostne stopercentne rozložiteľný škrob. Pokrok to bol veľký, veď takto sa dokázalo rozložiť 40 až 60 % plastu podľa toho, koľko v ňom bolo škrobu. Stále to však bolo málo, a preto prišla v 80. – 90. rokoch legislatíva, ktorá zadefi novala, že pokiaľ má byť polymér defi novaný ako biodegradovateľný, musí takým byť až na 95 %. No a na prelome storočí nastal v rámci legislatívy tlak na vývoj materiálov založených na obnoviteľných zdrojoch surovín, ktoré sa dajú zlikvidovať rozložením a musia byť vyrobené z niečoho, čo nie je ropa, zemný plyn ani uhlie. Dnes sa už doslova hovorí o kompostovateľnosti, a preto vieme, že sme to chytili za správny koniec.“
Pomohla náhoda
Podobnému výskumu sa venujú po celom svete veľké tímy vedcov. Šikovnosť slovenského spočívala v tom, že kým ostatní prevažne hľadali riešenie, ako modifi kovať výrobu základného polyméru, naši premýšľali, ako do toho „starého“ pridať „niečo“, výsledkom čoho bude rozložiteľný polymér zložený z množstva krehkých súčastí, ale v konečnom dôsledku pevný a húževnatý. Na tento nápad prišiel otec idey „náhodou“: „Dostali sme za úlohu urobiť niečo s polyhydroxybutyrátom a prímesami, ktoré ponúkajú iní, a zlepšiť jeho kvalitu. Tak sme sa s tým hrali, bolo to však drahé, až sme si povedali: Primiešajme do toho lacnejší biopolymér. Dali sme ho tam, ale bolo to krehké, nuž sme primiešali ďalšie prísady, aby bol materiál húževnatejší, zmerali sme to a ostali sme príjemne prekvapení.“
Základom slovenského vynálezu sa stali prírodné a vďaka mikroorganizmom rozložiteľné látky z bežného života: škrob a cukor. Znie to neuveriteľne, však? Samozrejme, v praxi je to trošičku zložitejšie.
„Kyselina mliečna sa vyrába zo škrobu, ktorý sa biotechnologicky fermentuje na nižšie molekulové látky, teda kyselinu mliečnu, a tá sa polymerizuje na kyselinu polymliečnu, a to je ten polymér, z ktorého sa môžu vyrábať predmety dennej spotreby,“ vysvetľuje vedec. Druhým základom je polyhydroxybutyrát.
„Tak ako sa človek prejedá a produkuje tuky ako energetickú zásobu, takisto baktérie, keď majú nadbytok živín, si vytvárajú do zásoby polyméry. Robí sa to tak, že im v obrovských bioreaktoroch vytvoríme podmienky na život; dostanú cukry (glukózu, fruktózu, maltózu a podobne) podľa druhu polyméru, ktorý chceme vyrobiť. Ony ho za optimálnych podmienok spracujú, vytvoria polymér, ten izolujeme, spracujeme a zase máme obnoviteľný zdroj.“
V tejto súvislosti treba ešte povedať, že bohatým zdrojom cukrov je srvátka. Po tom, čo z mlieka vyrobia mliečne produkty, sa už ďalej potravinársky spracovať nedá. V tejto podobe je to v podstate škodlivý odpad, lebo po vypustení do rieky naruší jej prirodzené prostredie. Lenže ešte stále má v sebe dostatok cukrov pre mikroorganizmy, preto sa dá ekologicky využiť na výrobu biotechnologických polymérov.
Na výskume sa podieľa aj prof. Dušan Bakoš.
Z nich sa vyrobia granuly, z granúl fólie a z nich obaly na vajíčka, tégliky na tvaroh, maslo, syry, fľaše, obaly na košele, vrecúška, proste stovky produktov dennej spotreby. Samozrejme, takýto vedecký vynález treba patrične ochrániť.
Drahý patent
Vo všeobecnosti platí, že pokiaľ sa s výsledkami objavu alebo vynálezu podelíte v odbornom časopise, je váš, ale bez patričnej ochrany ho môže využiť hocikto. Lenže to je na množstvo hodín práce, pokusov a omylov málo, preto nasleduje jeho patentovanie.
„My sme podali prihlášku patentu pred rokom a pol, ale je to proces, ktorý niekedy trvá aj dva, tri roky,“ hovorí docent Alexy. Patentový úrad skúma jeho novosť, teda či to nevymyslel niekto pred vami. Od podania patentu je rok na podanie medzinárodnej prihlášky na patent. „To sme takisto urobili. S pôsobnosťou na celý svet. A do 18 mesiacov, keď sa rozhodneme, ju môžeme ochrániť v jednotlivých krajinách, ale to nie je jednoduché, lebo je to drahé.“
Či tak urobia, bude závisieť od silného ekonomického partnera. Kto vôbec má oprávnenie podať žiadosť o patent? Komu patria výsledky výskumu?
„Toto nie je produkt iba našej fakulty a môj osobný,“ hovorí docent Alexy, „ale máme veľmi úzku spoluprácu so SAV s profesorom Ivanom Chodákom; on sa venuje základnému a my aplikovanému výskumu, takže v podstate sú tieto výsledky produktom nášho spoločného pracoviska.“
Keď bolo treba podať patent, poplatky zaplatila SAV. Ona je formálne vedená ako majiteľ, avšak v prípade výnosov z vynálezu máme dohodu medzi oboma pracoviskami o ich prerozdeľovaní.“
Lenže majiteľ a autor patentu sú dve veci. Majiteľ môže s patentom nakladať, ako uzná za vhodné, on predáva licencie do celého sveta. Autori majú nárok na primeranú odmenu. Hovoriť však o peniazoch je teraz predčasné, čaká nás ešte veľa práce a výdavkov, kým sa výsledky zavedú do praxe.
Patentová ochrana vo viacerých krajinách nie je lacná záležitosť. Okrem úvodných poplatkov potrebných na udelenie patentu (na svetovú prihlášku rádovo tisíce eur) stojí ochrana patentových práv v každej krajine rádovo 3 000 až 4 000 eur. Napriek tomu hrozí riziko, že niekto vašu myšlienku odkopíruje a zarobí na vašom nápade.
„Špecialisti na to sú najmä niektoré ázijské krajiny, ale nájdu sa aj špekulanti v Európe. Kým ich zažalujete, výborne zarobia a následnú smiešnu pokutu bez reptania zaplatia. Oplatí sa im to,“ mykne plecami vedec a znova sa usmieva: „Človek nemá patent na genialitu a skôr či neskôr na ten jeho patent niekto príde. Ale dovtedy má smolu, pretože ak patent napíšete šikovne, nie je jednoduché prísť na všetky fi nty. Naše polyméry sú 5- až 7-zložkové, každý výrobok si vyžaduje inú vlastnosť, a ak nevedia tie drobné detaily, stačí jedna chyba a ostatne vám krehký nepoužiteľný materiál. To je zase naša ochrana.“
Docent Alexy je však optimista a tvrdí, že ťah na bránu majú dobrý.
„Zo štrukturálnych fondov sme získali slušný balík peňazí na dobudovanie centra biodegradovateľných materiálov v Nitre, kde máme detašované pracovisko. Práve sme pred prevádzkovými skúškami na 700 kíl až tonu materiálov na výrobu obalov na vajíčka pre podnikateľa v živočíšnej výrobe, ktorý chce k biofarme bioobaly. Ak skúšky dobre dopadnú, je ochotný kúpiť nové linky na výrobu našich polymérov.“ A my len dúfame, že to nie je všetko a že sa tento skvelý slovenský vynález časom nerozloží v nenávratne pre nezáujem, nedostatok financií či inú „kulehu“.
Uzavretý kolobeh revolučného polyméru:
použitý obal dáme do kompostu, ním pohnojíme kukuricu a z nej použijeme škrob na výrobu ďalšieho polyméru.
