С ростом риска для окружающей среды и здоровья человека ускоряется гонка за созданием биоразлагаемых пластиков — и в университете Флиндерс в Южной Австралии ведётся несколько проектов в этой области.
В статье, опубликованной в журнале Polymers, описан один из последних экспериментов. Исследователи комбинируют казеинат кальция — коммерчески доступный производный казеина, основного белка молока — с модифицированным крахмалом и наноглиной бентонита в тонкую плёнку, добавляя глицерин и поливиниловый спирт для улучшения прочности и пластичности.
Название статьи: «Исследование биоразлагаемых полимерных нанокомпозитных плёнок для применения в устойчивой упаковке пищевых продуктов».
Тестирование на биоразлагаемость показало постоянную тенденцию к разложению, с полной дезинтеграцией, по оценкам, происходящей в течение 13 недель в нормальных почвенных условиях.
Это исследование предлагает исследовательский взгляд на разработку функциональных и биоразлагаемых плёнок с использованием смесей биополимеров и суспензий наноглин, подчёркивая их потенциал в области устойчивой упаковки пищевых продуктов.
Микробный анализ подтвердил, что количество бактериальных колоний оставалось в допустимых пределах для неантимикробных биоразлагаемых плёнок, что свидетельствует о меньшей токсичности материала.
Профессор Юхон Тан, исследователь наноматериалов в кампусе Тонсли, Колледже наук и инженерии Флиндерс, говорит, что поиск устойчивых решений для упаковки пищевых продуктов и других видов одноразового пластика — важный шаг на пути к снижению уровня загрязнения.
Профессор Тан из Института наномасштабных наук и технологий Флиндерс говорит, что необходимо провести дополнительные антибактериальные оценки при дальнейших испытаниях и разработках.
Совместная работа
Новое исследование проводилось в сотрудничестве с колумбийскими исследователями в области химического машиностроения, Николаем Эстивеном Гомесом Меса и профессором Алисом Йованой Патаквива-Матеусом из Департамента инженерии, Университет Боготы Хорхе Тадео Лозано, где они экспериментировали с новыми полимерами в группе исследований нанобиоинженерии в Боготе.
«Мы экспериментировали с казеинатами для получения нановолокон на основе молока и обнаружили, что их можно использовать для литья полимеров, аналогичных обычным упаковочным материалам», — говорит господин Гомес.
«Затем мы начали изучать способы улучшения их свойств путём введения натуральных и распространённых компонентов, таких как крахмал, а также биоразлагаемого полимера с замечательными механическими характеристиками. Это также открыло возможность интеграции наноглин, таких как бентонит, которые могут повысить прочность плёнки и барьерные свойства».
Вся рецептура была разработана для использования недорогих ингредиентов, которые являются биоразлагаемыми и экологически чистыми, чтобы создать устойчивую альтернативу с улучшенными характеристиками.
Профессор Патаквива-Матеус добавляет: «Каждый может внести свой вклад в сокращение использования пластика, а поиск биоразлагаемых полимерных альтернатив — важная часть науки, помогающей находить решения для промышленности, потребителей и окружающей среды».
«Большая часть нашего одноразового пластика приходится на упаковку пищевых продуктов, поэтому такие варианты следует изучить более подробно и присоединиться к революции циркулярной экономики для сохранения ресурсов», — говорит профессор.
Хотя некоторые пластики можно использовать повторно, на самом деле это происходит редко. По данным анализа в журнале Nature, около 60% всего пластика используется однократно, и только 10% перерабатывается.
Производство пластика, используемого в тысячах продуктов, как ожидается, продолжит расти с 2 миллионов метрических тонн в 1950 году до 475 миллионов метрических тонн к 2022 году — это эквивалентно весу 250 миллионов автомобилей.
Предоставлено университетом Флиндерс.