Naukowcy tworzą opakowania kompozytowe z biocelulozy

Naukowcy tworzą opakowania kompozytowe z biocelulozy To Ngai

Naukowcy z Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu (CUHK) opracowali jadalny, przezroczysty i biodegradowalny materiał o dużym potencjale do zastosowania w opakowaniach żywności.

Opakowania z tworzyw sztucznych przeznaczone do żywności stanowią znaczną część odpadów z tworzyw sztucznych składowanych na wysypiskach. W obliczu nasilających się problemów środowiskowych naukowcy poszukują alternatyw dla tradycyjnych opakowań. W związku z tym uczeni z Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu (CUHK) opracowali jadalny, przezroczysty i biodegradowalny materiał, który ma znaczny potencjał zastosowania w opakowaniach żywności.

Zespół CUHK zwrócił uwagę na celulozę bakteryjną (BC) – związek organiczny pochodzący z niektórych rodzajów bakterii, odbierany jako trwałe, łatwo dostępne i nietoksyczne rozwiązanie problemu wszechobecnego stosowania tworzyw sztucznych. Profesor To Ngai z Wydziału Chemii CUHK i współautor badania wyjaśnił, że imponująca wytrzymałość na rozciąganie i duża wszechstronność BC są kluczem do jego potencjału.

Przeprowadzono szeroko zakrojone badania nad BC, w tym wykorzystanie w inteligentnych opakowaniach, inteligentnych filmach i materiałach funkcjonalizowanych tworzonych poprzez mieszanie, powlekanie i inne techniki. Badania te demonstrują potencjał BC jako zamiennika jednorazowych plastikowych materiałów opakowaniowych, co czyni go logicznym punktem wyjścia dla naszych badań.

W przeciwieństwie do celulozy znajdującej się w ścianach komórkowych roślin BC można wytwarzać poprzez fermentację mikrobiologiczną, co eliminuje potrzebę zbierania drzew lub upraw. Ngai zauważył, że w rezultacie „ta metoda produkcji nie przyczynia się do wylesiania ani utraty siedlisk, co sprawia, że ​​BC jest bardziej zrównoważoną i przyjazną dla środowiska alternatywą materiałową dla celulozy roślinnej”. Do tej pory szerokie zastosowanie BC ograniczała jego niekorzystna wrażliwość na wilgoć w powietrzu (higroskopijność), co niekorzystnie wpływa na jego właściwości fizyczne.

Poprzez włączenie pewnych białek sojowych do struktury i pokrycie jej olejoodpornym kompozytem ​​naukowcom udało się stworzyć jadalne, przezroczyste i wytrzymałe opakowanie kompozytowe na bazie BC.

Ngai zauważył, że to podejście ma duże szanse na zwiększenie skali. – Nie wymaga to specyficznych warunków reakcji, takich jak reakcje chemiczne, ale raczej prostej i praktycznej metody obejmującej mieszanie i powlekanie – powiedział. – Podejście to oferuje obiecujące rozwiązanie problemu opracowania zrównoważonych i przyjaznych dla środowiska materiałów opakowaniowych, które mogą na dużą skalę zastąpić tworzywa sztuczne jednorazowego użytku.

Badanie wykazało, że plastikowa alternatywa może ulec całkowitej degradacji w ciągu 12 miesięcy. W przeciwieństwie do innych tworzyw sztucznych pochodzenia biologicznego, takich jak kwas polimlekowy, kompozyt na bazie BC nie wymaga do rozkładu określonych warunków kompostowania przemysłowego.

Naukowcy z CUHK mają nadzieję zwiększyć wszechstronność zmodyfikowanych folii BC, czyniąc je odpowiednimi do szerszego zakresu zastosowań. W szczególności koncentrują się na opracowaniu kleju termoutwardzalnego, który może tworzyć silne wiązania między celulozą bakteryjną i umożliwiać łatwe formowanie różnych kształtów po podgrzaniu.

– Jednym z głównych wyzwań związanych z foliami z celulozy bakteryjnej jest to, że nie są one termoplastyczne, co ogranicza ich potencjał do wykorzystania w niektórych zastosowaniach. Mamy nadzieję, że zajmując się tym problemem, folie z celulozy bakteryjnej staną się bardziej konkurencyjne w stosunku do tradycyjnych tworzyw sztucznych, zachowując przy tym ich przyjazność dla środowiska – wyjaśnił Ngai.

Źródło: Chiński Uniwersytet w Hongkongu

O Autorze

MM Magazyn Przemysłowy jest międzynarodową marką medialną należącą do holdingu Vogel Communications Group. W ramach marki MM Magazyn Przemysłowy wydawane jest czasopismo, prowadzony jest portal magazynprzemyslowy.pl oraz realizowana jest komunikacja (różnymi narzędziami marketingowymi) w przemysłowym sektorze B2B.

Tagi artykułu

Zobacz również

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę