กลุ่ม นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเมืองเซนต์หลุยส์ (สหรัฐอเมริกา) เพิ่งประกาศเปิดตัววัสดุไบโอพลาสติกชนิดใหม่ที่เรียกว่า LEAFF ซึ่งย่อมาจาก "Advanced Multilayer Bio-leaf" วัสดุนี้มีโครงสร้างคล้ายใบไม้ โดยมีชั้นแกนกลางเป็นเส้นใยนาโนเซลลูโลส ล้อมรอบด้วยพลาสติก PLA (โพลีแล็กติกแอซิด) ทั้งสองด้าน
โครงสร้างสามชั้นนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความเหนียว ทนน้ำ และพิมพ์ได้ดี ขณะเดียวกันยังช่วยให้วัสดุย่อยสลายได้ตามธรรมชาติโดยไม่ต้องใช้เครื่องจักรทำปุ๋ยหมักในอุตสาหกรรม
LEAFF มีความแข็งแรงในการรับแรงดึงสูงกว่าวัสดุพลาสติกทั่วไป เช่น โพลีเอทิลีน (PE) หรือโพลีโพรพิลีน (PP) อย่างมาก จากการทดสอบทางกลพบว่าฟิล์ม LEAFF มีความแข็งแรงมากกว่า PLA บริสุทธิ์ถึงสองเท่า และเหนือกว่าไบโอพลาสติกเชิงพาณิชย์อื่นๆ อย่างมาก นอกจากนี้ วัสดุนี้ยังทนความชื้น ทนแก๊ส คงความเสถียรเชิงกลได้นานหลายวันในสภาพแวดล้อม และไม่เสียรูปเมื่อโดนน้ำ
LEAFF โดดเด่นด้วยความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ พลาสติก PLA ทั่วไปสามารถย่อยสลายได้อย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะการทำปุ๋ยหมักอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูงและควบคุมความชื้น อย่างไรก็ตาม เมื่อผสานเข้ากับแกนเส้นใยนาโนเซลลูโลสและออกแบบใหม่ด้วยโครงสร้างชีวภาพหลายชั้น LEAFF จะเริ่มย่อยสลายเมื่อสัมผัสกับจุลินทรีย์ในดินหรือน้ำ โดยไม่ต้องผ่านการบำบัดพิเศษใดๆ หลังจากผ่านไปประมาณสองสัปดาห์ วัสดุสามารถลดมวลลงได้อย่างมากในสภาพแวดล้อมที่มีแบคทีเรียหนาแน่น เช่น น้ำในทะเลสาบหรือดินชื้น
งานวิจัยนี้ยังขยายความเป็นไปได้ในการผลิตวัสดุด้วยการทดสอบแหล่งชีวมวลที่หลากหลาย ทีมวิจัยได้ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ ขยะข้าวโพด ลิกนิน (จากไม้) และขยะอาหาร เพื่อสังเคราะห์ไบโอพอลิเมอร์ ผ่านการทำงานของแบคทีเรีย Pseudomonas putida แบคทีเรียชนิดนี้สามารถดูดซับสารประกอบอินทรีย์เชิงซ้อนและเปลี่ยนเป็นโพลีไฮดรอกซีอัลคาโนเอต (PHA) หรือโพลีไฮดรอกซีบิวไทเรต (PHB) ซึ่งเป็นไบโอพลาสติกสองประเภทที่มีศักยภาพสูงในการย่อยสลายทางชีวภาพและความปลอดภัยทางชีวภาพ
นอกจาก PLA แล้ว LEAFF ยังได้รับการทดสอบร่วมกับ PHB เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุให้ดียิ่งขึ้น เมื่อรวมกับแกนเซลลูโลส ฟิล์ม PHB สามชั้นจะผลิตวัสดุที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น แต่ยังคงรักษาความสามารถในการย่อยสลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ ที่น่าสังเกตคือ LEAFF ยังสามารถผลิตได้โดยใช้กระบวนการอัดรีดฟิล์มแบบเดิมที่ใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์
ข้อดีอีกประการหนึ่งของ LEAFF คือความสามารถในการพิมพ์ข้อมูลลงบนพื้นผิวโดยตรงโดยใช้หมึกชีวภาพโดยไม่ต้องเคลือบผิว คุณสมบัตินี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร การติดฉลาก หรือบรรจุภัณฑ์ ทางการแพทย์ ที่ต้องการคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ปัจจุบัน LEAFF ถือเป็นหนึ่งในโซลูชั่นทางเทคนิคล่าสุดในการทดแทนวัสดุพลาสติกแบบดั้งเดิมในแอปพลิเคชันที่ต้องการความทนทานสูงแต่ยังคงรับประกันความสามารถในการย่อยสลายได้ทางชีวภาพภายใต้สภาวะปกติ
ที่มา: https://khoahocdoisong.vn/my-phat-trien-loai-nhua-sinh-hoc-moi-than-thien-voi-moi-truong-post2149043234.html
การแสดงความคิดเห็น (0)