Искусственный паучий шелк на растительной основе может стать заменой пластика

При этом, на упаковку приходится 46% пластиковых отходов, общее количество которых в мире в 2018 году составило 340 миллионов тонн. И, хотя объемы переработки пластика в последние годы значительно увеличилась, большинство пластиков, используемых сегодня, не подлежат переработке и не поддаются биоразложению.

Между тем, к 2050 году спрос на продукты питания удвоится. Это приведет к увеличению количества отходов пищевых продуктов, а также их пластиковой упаковки.

Чтобы решить проблемы экологического ущерба, нужны материалы, которые можно переработать или разложить экологически чистыми способами. Это привело к всплеску производства пластмасс на растительной основе, но многие из них можно разложить только с помощью промышленных процессов, но не дома.

В поисках решения проблемы команда из Кембриджского университета разработала пластик на основе растительных белков. Такая пленка, созданная на основе паучьего шелка, работает так же, как и другие пластмассы, но ее можно утилизировать дома. Подробности разработки опубликованы в журнале Nature Communications.

Виды пластика

Синтетические и небиоразлагаемые пластмассы обычно используемые для упаковки пищевых продуктов, включают полиэтилентерефталат (ПЭТ), полистирол (PS) и кристаллический полиэтилентерефталат (CPET). Существуют процессы утилизации ПЭТ, но большая часть пластика во всем мире по-прежнему отправляется на свалки. На самопроизвольное разложение ПЭТ могут потребоваться сотни лет, и он не поддается биологическому разложению.

С другой стороны, известны биоразлагаемые пластики на растительной основе , такие как полимолочная кислота (PLA), полибутиленсукцинат (PBS), поликапролактон) (PCL) и полигидроксиалканоты (PHA), которые безопаснее для окружающей среды. Полимеры PLA производятся из возобновляемых источников, их можно перерабатывать. Это делает PLA экологически гораздо более чистым материалом, чем PET, PS и CPET. Но их прочность и долговечность ниже, чем у синтетических аналогов.

Новый материал

В новом исследовании изучалась возможность использования биоразлагаемого и возобновляемого полимера, такого как соевый белок, для создания нового материала, который мог бы стать альтернативой другим пластмассам на растительной основе.

Высокая прочность паучьего шелк обусловлена конфигурацией составляющих его белков, которые имеют небольшие кластеры слабых водородных связей. Эти кластеры выполняют роль наноамортизаторов, поглощая и рассеивая приложенную к нитям шелка энергию. Команда воспроизвела структуры, обнаруженные в шелке пауков, используя изолят соевого белка (SPI), который доступен в качестве побочного продукта производства соевого масла.

Поскольку SPI плох растворим в чистой воде, в новом методе используется раствор уксусной кислоты, что в сочетании с термообработкой и обработкой ультразвуком позволяет достичь требуемой растворимости. На втором этапе растворитель удаляется, в результате чего образуется нерастворимая в воде пленка.

Такой материал по своим характеристикам эквивалентен высококачественным инженерным пластмассам, таким как полиэтилен низкой плотности — один из наиболее широко производимых пластиков в мире.

Новый продукт будет коммерциализировать Xampla, дочерняя компания Кембриджского университета, занимающаяся разработкой заменителей одноразового пластика и микропластика.

С марта 2022 года в магазинах и заведениях питания в Украине нельзя будет продавать или давать бесплатно) никакие  пластиковые пакеты, кроме биоразлагаемых.

По материалам The Сonversation и The Daily Mail

Читайте также

Бразилец создал копии знаменитых картин из пластиковых пакетов

«Барби любит океан»: увидела свет первая линейка кукол из пластиковых отходов