В своем исследовании, опубликованном в Journal of Bioresources and Bioproducts, они доказали: обычный лигнин (побочный продукт целлюлозного производства) может превратить бумажную массу в прочный материал, не уступающий пластику.

Суть в том, что если добавить лигнин в целлюлозу, а потом спрессовать при высокой влажности, получится материал, который не размокает и держит форму. Например, его прочность на растяжение достигает 9 МПа, а жесткость увеличивается почти в пять раз. При этом он остается гибким и не крошится.

Как это работает

• Лигнин действует как клей, связывая волокна целлюлозы.
• Чем выше влажность при прессовании, тем лучше — лигнин размягчается и прочнее скрепляет структуру.

Ученые пробовали разные варианты: меняли размер частиц лигнина, добавляли разные закрепители (например, крахмал). Оказалось, что хотя наночастицы распределяются равномернее, главное — это влажность. Именно она позволяет лигнину «расплавиться» и создать прочную сеть с целлюлозой.

Лигнин — дешевый и доступный способ сделать бумажную упаковку прочнее. Без токсичных добавок, без вреда для природы. И главное — такой материал можно перерабатывать или просто выбрасывать: он разложится без следов.

Это исследование решает сразу три проблемы:

• Экология — замена пластика на биоразлагаемый материал.
• Экономика — лигнин дешев, его обычно сжигают как отход.
• Технология — метод простой, не требует сложного оборудования.

Особенно ценно, что материал сохраняет прочность во влажном состоянии — это критично для упаковки продуктов.

И все же пока неясно, как поведет себя такой материал при длительном контакте с водой или жирами. Если он начнет разбухать или выделять вещества, это ограничит его применение в пищевой промышленности.

Ранее ученые предложили добавлять лигнин в асфальт.