Kemajuan dalam ilmu petrokimia selama abad ke-21 mempromosikan bidang ilmiah baru yang dikenal sebagai Ilmu Polimer atau ilmu polimer. Ini melemparkan dunia dengan keluarga besar bahan baru: plastik. Selain sifat unik dan menguntungkan dari plastik, mereka juga memberikan jejak CO2 besar yang terkait dengan produksi, transportasi, dan manajemennya. Selain itu, setelah siklus hidup mereka berakhir, mereka biasanya dibakar, yang menyebabkan pelepasan CO2 yang lebih besar, atau dibuang di tempat pembuangan sampah, jika tidak di laut, di mana mereka akan tinggal selama beberapa dekade atau ratusan tahun.
Penggunaan plastik akan terus tumbuh secara eksponensial dan juga akan menjadi tugas ilmuwan polimer untuk memperbaiki masalah yang timbul dari produksi dan pembuangan plastik. Transisi dari ekonomi fosil ke ekonomi sirkular mencakup pengembangan plastik berkelanjutan. Salah satu upaya untuk mengatasi situasi ini adalah penggantian plastik berbasis minyak dengan bioplastik yang dapat dibuat kompos yang terbuat dari biomakromolekul yang berasal dari tumbuhan, seperti bioplastik berbasis kentang atau pati jagung.
Biopolimer alam lain yang sedang dipelajari sebagai kandidat potensial untuk bioplastik antara lain polisakarida seperti kitin dari kerang, alginat dari rumput laut, selulosa atau protein yang berasal dari kedelai, bunga matahari, susu, whey atau bulu, dan limbah ikan.
Bioplastik tanaman memiliki keunggulan dalam menyerap CO2 selama fotosintesis. Selain itu, setelah siklus hidupnya, mereka dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam lingkungan, karena umumnya dapat terurai secara hayati. Pada prinsipnya, kedua faktor ini dapat meminimalkan konsumsi energi dan jejak CO2 Anda dibandingkan dengan plastik biasa. Namun, masalah dengan bioplastik tertentu, seperti yang berasal dari tumbuhan, sebagian besar sumber daya manusia dapat dialihkan ke produksi bioplastik. Situasi ini akan serupa dengan biodiesel yang berasal dari tumbuhan, yang mengarah ke harga pangan yang lebih tinggi dan deforestasi. Karena alasan inilah bahan baku untuk bioplastik masa depan harus mencari residu dari aktivitas manusia saat ini.
Konsep ini akan memungkinkan pengelolaan limbah ini dengan lebih baik dan mengurangi masalah yang terkait dengan siklus hidup plastik. Di negara-negara tertentu, wol telah diproses tanpa hasil karena ketidakmampuan untuk bersaing dengan serat sintetis “dibuat untuk mengukur”. Mengelola limbah ini merupakan tantangan serius.
Sebagian kecil hidrolisat oligopeptida keratin telah digunakan sebagai kosmetik untuk manusia dan aditif nutrisi bernilai rendah untuk hewan peliharaan. Hidrolisat ini juga dianggap sebagai sumber nitrogen dalam bentuk asam amino dan oligopeptida untuk menyusun tanah. Studi baru mengeksplorasi penggunaan makromolekul yang diturunkan dari keratin untuk menyiapkan bioplastik yang dapat terurai secara hayati. Wol memiliki hingga 90% berat terdiri dari serat keratin, protein berserat yang ditandai dengan tingginya kehadiran residu sistin. Ini bertindak sebagai titik pengikat silang yang memberikan kekakuan dan kekuatan pada serat, tetapi juga membuat fibroin sulit diekstraksi dengan pelarutan dalam pelarut umum.