Яичная скорлупа делает биопластик прочнее

Конфуций говорил: «зеленый тростник, который сгибается на ветру, сильнее могучего дуба, ломающегося в шторм». То же самое относится и к упаковочным материалам, которые должны защищать свое содержимое во время транспортировки.

Пластмассы на основе нефтепродуктов, для разложения которых потребуются столетия, на первый взгляд отлично подходят для таких применений, но исследователи не останавливаются в развитии биопластика и обнаружили на днях, что добавление измельченной скорлупы в биопластик делает его прочным и гибким - именно те характеристики, которые необходимы упаковочному материалу.

Несмотря на то, что скорлупу можно легко повредить, она на удивление прочна. Каждый ее грамм также прочен, как камень, кирпич и бетонные арки, которые поддерживают древние римские акведуки.

Ученые Университета Таксиги максимально используют эту прочность, чтобы повысить гибкость и прочность биопластика путем добавления мелких осколков яичной скорлупы.

«Мы разбиваем скорлупу в мельчайшие частицы, а затем добавляем их в специальную смесь биопластика, которую мы разработали», говорит ученый Виджай К. Рангари (Vijaya K. Rangari).

«Эти наночастицы яичной скорлупы добавляют прочность материалу и делают его гораздо более гибким, чем другой биопластик, присутствующий на рынке. Мы считаем, что эти свойства - наряду с его биоразлагаемостью в почве - могли бы сделать смесь яичной скорлупы с биопластиком очень привлекательной альтернативой другим упаковочным материалам».

После экспериментов с различными пластиковыми полимерами, команда остановилась на соотношении 70 процентов полибутирата адипат терефталата (PBAT), нефтяного полимера, и 30 процентов полимолочной кислоты (PLA), полимера, полученного из возобновляемых ресурсов, таких как кукурузный крахмал. Хотя PBAT является пластмассой на нефтяной основе, он начинает разлагаться всего через три месяца после попадания в почву.

В то время, как такая смесь предлагает требуемую прочность и способность к биологическому разложению, по мнению исследователей она была слишком жесткой. Чтобы исправить это, они создали наночастицы, изготовленные из яичной скорлупы, материала, который они выбрали из-за своей пористости, легкого веса и наличия соединений карбоната кальция, что означает, что материал легко распадается.

Создание наночастиц начинается с промывки скорлупы и измельчения ее в полипропиленовую емкость. Фрагменты оболочки затем подвергаются воздействию ультразвуковых волн, которые разрушают их в наночастицы, размером, который в 350 000 раз меньше диаметра человеческого волоса.

Небольшая часть этих частиц затем добавляли к смеси 70/30 PBAT и PLA, в результате получается биопластик, который, как утверждают исследователи, на 700 процентов более гибкий, чем другие смеси, что делает его идеальным для использования в качестве розничной упаковки, продуктовых мешков и пищевых контейнеров - в том числе и картонные коробки для яиц.

Команда представит свои исследования на заседании Американского химического общества, а также продолжит изучать потенциал наночастиц яичной скорлупы для улучшения заживления ран, регенерации костной ткани и улучшения свойств лекарств.

Facepla.net по материалам: acs.org

Комментарии: