Целлюлоза и хитин, два наиболее распространенных биополимера в мире, встречаются в панцирях растений и ракообразных (среди прочего) соответственно.Ученые из Технологического института Джорджии разработали способ комбинирования этих двух материалов для производства биоразлагаемой упаковки для пищевых продуктов, похожей на пластиковые пакеты.
Под руководством профессора Дж. Карсона Мередита исследовательская группа работает над суспендированием нанокристаллов целлюлозы, извлеченных из древесины, и хитиновых нановолокон, извлеченных из панцирей крабов, в воде, а затем распылением раствора на биодоступные слои чередующимися слоями.Этот материал производится на повторно используемой полимерной подложке — удачном сочетании отрицательно заряженных нанокристаллов целлюлозы и положительно заряженных нановолокон хитина.
После высыхания и отделения от подложки полученная прозрачная пленка обладает высокой гибкостью, прочностью и компостируемостью.Более того, он также может превзойти традиционную некомпостируемую пластиковую пленку в защите продуктов от порчи.«Нашим основным эталоном, с которым сравнивается этот материал, является ПЭТ или полиэтилентерефталат, который является одним из наиболее распространенных материалов на нефтяной основе, которые вы видите в прозрачной упаковке в торговых автоматах и т.п.», — сказал Мередит.«Наш материал демонстрирует снижение проницаемости кислорода на 67% по сравнению с некоторыми формами ПЭТ, а это означает, что теоретически он может дольше сохранять пищу».
Снижение проницаемости связано с наличием нанокристаллов.«Молекуле газа трудно проникнуть сквозь твердый кристалл, потому что она должна разрушить кристаллическую структуру», — сказал Мередит.«С другой стороны, в таких материалах, как ПЭТ, много аморфного или некристаллического содержимого, поэтому малым молекулам газа легче найти больше путей».
В конечном счете, пленки на основе биополимеров могут не только заменить пластиковые пленки, которые в настоящее время не разлагаются при утилизации, но и использовать древесные отходы, образующиеся на фабриках, и крабовые панцири, выбрасываемые рыбной промышленностью.Однако до тех пор стоимость производства материала в промышленных масштабах должна быть снижена.
Время публикации: 29 августа 2022 г.