Группа учёных из Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США) только что анонсировала новый биопластик LEAFF (сокращение от «Advanced Multilayer Bio-leaf»). Этот материал имеет структуру, имитирующую листья деревьев: сердцевина состоит из целлюлозных нановолокон, окружённых с обеих сторон слоем PLA (полимолочной кислоты).
Трехслойная структура повышает прочность на разрыв, жесткость, водостойкость и пригодность для печати, одновременно позволяя материалу биоразлагаться естественным образом без необходимости использования промышленного оборудования для компостирования.
LEAFF обладает значительно более высокой прочностью на разрыв, чем обычные пластики, такие как полиэтилен (ПЭ) или полипропилен (ПП). В механических испытаниях пленка LEAFF показала вдвое большую прочность, чем чистый PLA, и значительно превзошла другие коммерческие биопластики. Кроме того, этот материал влагостойкий, газонепроницаемый, сохраняет механическую прочность в течение многих дней в окружающей среде и не деформируется под воздействием воды.
LEAFF отличается способностью к биоразложению в естественной среде. Обычные PLA-пластики быстро разлагаются только в условиях промышленного компостирования при высоких температурах и контролируемой влажности. Однако, будучи интегрированными с целлюлозным нановолоконным сердечником и модифицированными с использованием многослойной биоструктуры, LEAFF начинает разлагаться под воздействием микроорганизмов в почве или воде, не требуя специальных условий обработки. Примерно через две недели материал может значительно уменьшить свою массу в среде, богатой бактериями, например, в озерной воде или влажной почве.
Работа также расширяет возможности производства материалов, тестируя различные источники биомассы. Группа использовала углекислый газ, кукурузные отходы, лигнин (из древесины) и пищевые отходы для синтеза биополимеров с помощью бактерии Pseudomonas putida. Эта бактерия способна поглощать сложные органические соединения и преобразовывать их в полигидроксиалканоат (ПГА) или полигидроксибутират (ПГБ) – два типа биопластиков с высоким потенциалом биоразлагаемости и биобезопасности.
Помимо PLA, LEAFF также был протестирован в сочетании с PHB для дальнейшего улучшения механических свойств материала. В сочетании с целлюлозным сердечником трёхслойная плёнка PHB обеспечивала большую гибкость материала, сохраняя при этом способность к эффективному разложению. Примечательно, что эти варианты можно было производить с использованием традиционных методов экструзии плёнок, используемых в упаковочной промышленности.
Ещё одним преимуществом LEAFF является возможность печати информации непосредственно на поверхности биочернилами без необходимости нанесения покрытия. Это свойство особенно подходит для упаковки пищевых продуктов, этикеток и медицинских изделий, где требуются как антибактериальные свойства, так и экологичность.
В настоящее время LEAFF считается одним из новейших технических решений для замены традиционных пластиковых материалов в приложениях, требующих высокой прочности, но при этом обеспечивающих биоразлагаемость в нормальных условиях.
Источник: https://khoahocdoisong.vn/my-phat-trien-loai-nhua-sinh-hoc-moi-than-thien-voi-moi-truong-post2149043234.html
Комментарий (0)