Ученые придумали, как сделать биопластик прочнее

Как можно сравнивать приготовление ризотто и производство пластика? А вот ученые считают, что между этими процессами много общего.

В обоих случаях ингредиенты соединяются вместе и нагреваются для создания продукта, но существующие рецепты синтеза биопластиков часто оказываются неэффективными, и материалы получаются хлипкими. Взяв пример с поваров, исследователи в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering представили способ «приправить» биоразлагаемые пластики, чтобы сделать их более прочными. Для этого достаточно добавить щепотку винного камня или лимонной кислоты.

Чтобы уменьшить количество пластиковых отходов, некоторые компании используют биоразлагаемые пластики, которые со временем распадаются. Однако часто бывает так, что чем легче эти материалы распадаются, тем на деле они более хрупкие и разрушаются от малейшего давления.

Одним из решений может стать введение добавок, подобных приправам — соли и перцу в кулинарии, для повышения прочности и жесткости. Некоторые исследователи использовали присадки на нефтяной основе, но они могут замедлять разложение и не нравятся потребителям, которые хотят получать продукты из натуральных, биологически чистых компонентов.

Так, Джеюнг Парк, Донгёп О, Хёнёль Чон, Джун Мо Ку и их коллеги решили выяснить, может ли приправа для биоразлагаемого биопластика под названием поли (бутилен сукцинат) (PBS) в виде фруктовой винной или лимонной кислоты улучшить механические свойства продукта.

Исследователи изготовили PBS так: сначала нагрели янтарную кислоту и 1,4-бутандиол с небольшим количеством винной или лимонной кислоты. Затем они добавили бутоксид титана (IV) и высушили полученные продукты.

В ходе испытаний две новые пленки растягивались более чем в два раза до разрыва и пропускали меньше кислорода по сравнению с чистым PBS. Эти результаты показывают, что, в отличие от первоначального варианта, новые материалы можно успешно использовать для изготовления пакетов или упаковки продуктов питания, говорят исследователи.

Кроме того, два опытных материала оказались прочнее многих обычных биоразлагаемых пластиков и некоторых продуктов на основе нефти. Одним из потенциальных недостатков является то, что новым полимерам, содержащим добавки, потребовалось немного больше времени, чтобы разрушиться в воде по сравнению с чистым PBS в течение 14 недель, хотя это может быть полезно для упаковки пищевых продуктов во влажной среде.

Поскольку метод приправы относительно прост, исследователи говорят, что новые пластики можно производить с использованием текущих промышленных процессов, тем самым потенциально заменяя полимеры на основе нефти.

30.01.2023