Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Пластмассы являются прочными и универсальными материалами, и хорошо если они используются по назначению, но если они попадают в окружающую среду, они превращаются в катастрофу. Недавно ученые из EPFL разработали новый пластиковый материал типа ПЭТ, полученный из отходов растительного материала, который может быть химически переработан или разложен на безвредные сахара в условиях окружающей среды.
Свою прочность, сравнимую с пластиком, новый материал получил благодаря лигнину - сложному биополимеру, из которого состоят твердые стенки растительных клеток. В своих предыдущих работах команда EPFL разработала технологию приготовления непищевого растительного материала, похожего на древесину и кору, с использованием недорогих реагентов, которые извлекают лигнин и сохраняют его стабильность для получения исходного материала для производства пластика. В новом исследовании для получения более универсального биопластика ученые использовали другое, но близкое по составу химическое вещество.
"Используя вместо формальдегида другой альдегид - глиоксиловую кислоту, - мы смогли просто прикрепить "клейкие" элементы к обеим сторонам молекул сахара. Такие макромолекулы в дальнейшем стали строительными блоками в производстве пластика", - говорит Лоренц Манкер, первый автор исследования. " С помощью этой простой методики мы можем превратить в пластик до 25 процентов веса сельскохозяйственных отходов или 95 процентов очищенного сахара".
Полученный биопластик обладает многими свойствами, присущими обычным пластмассам. Он выдерживает температуру до 100 °C (212 °F), имеет прочность на разрыв до 77 МПа, жесткость до 2500 МПа и образует надежные барьеры для кислорода и водяных паров. Кроме того, материал универсален: команда продемонстрировала, что его можно использовать для изготовления упаковочной пленки, нитей для 3D-печати или волокон, из которых можно плести текстиль.
Экологичность материала не ограничивается одним лишь его производством - утилизация новой пластмассы также является абсолютно безопасной. Новый материал может быть химически утилизирован с помощью процесса, используемого в настоящее время для переработки ПЭТ-пластиков, а если он попадет в окружающую среду, то распадется не на частицы микропластика, а на составляющие его молекулы растительных сахаров.
Сегодня в разработке находится множество растительных биопластмасс, и такие крупные корпорации, как Lego и Coca-Cola, уже опробовали их в своих широко распространенных продуктах. Как и в случаях со всеми подобными разработками, на пути к массовому производству еще есть определенные трудности. Однако, по словам команды, "химический процесс получения нового биопластика гораздо проще, поскольку в нем используются недорогие и уже широко применяемые химические соединения".
"Новая пластмасса обладает очень удивительными свойствами, особенно для применения в таких областях, как пищевая упаковка", - рассказывает Джереми Лютербахер, ведущий автор проекта. "Уникальность пластика заключается в наличии неповрежденной структуры сахара. Это делает его невероятно простым в производстве, (поскольку вам не нужно изменять то, что дает вам природа), и простым в расщеплении, поскольку он может восстанавливаться до молекул, которые в изобилии встречаются в окружающей среде".
Результаты данного эксперимента были описаны в издании Nature Chemistry.
Источники: EPFL, journal Nature Chemistry, Википедиа
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Лигнин)
(https://www.nature.com/articles/s41557-022-00974-5)
(https://actu.epfl.ch/news/new-pet-like-plastic-made-directly-from-waste-biom/)