Вчені перетворюють молоко на біорозкладний пластик, який розкладається в ґрунті

Вчені використовують молочні білки, крохмаль і наноглину для створення біорозкладних пластиків, які швидко розкладаються в ґрунті.
У зв’язку з посиленням занепокоєння щодо шкоди навколишньому середовищу та потенційних ризиків для здоров’я людини, прискорюються зусилля з розробки біорозкладних пластиків, включаючи кілька активних дослідницьких проектів у Фліндерському університеті в Південній Австралії.
У недавньому дослідженні, опублікованому в журналі Polymers, вчені описують створення тонкої біорозкладної плівки, виготовленої шляхом змішування казеїнату кальцію, широко доступного матеріалу, отриманого з казеїну, основного білка, що міститься в молоці, з модифікованим крохмалем і наноглиною бентоніту. До суміші додали гліцерин і полівініловий спирт для підвищення міцності та гнучкості матеріалу.
Тести на біорозкладність матеріалу показали стабільний процес розкладання, причому повне розкладання, як очікується, відбудеться протягом приблизно 13 тижнів при розміщенні в нормальних ґрунтових умовах.
Дослідження надає попередні уявлення про те, як комбінації біополімерів і суспензії наноглини можуть бути використані для виробництва практичних біорозкладних плівок, вказуючи на їх можливе використання в більш стійкій упаковці для харчових продуктів.
Також було виявлено нижчу токсичність, оскільки мікробіологічні випробування підтвердили, що рівень бактеріальних колоній залишався в межах, прийнятних для біорозкладних плівок, які не призначені для антимікробної дії.

Питання безпеки та екології
«Ми рекомендуємо провести подальші антибактеріальні оцінки в ході подальших випробувань і розробки», — каже професор Юхонг Тан, дослідник наноматеріалів у Тонслі-кампусі, Фліндерс-коледжі науки та інженерії.
Професор Тан з Інституту наномасштабних наук і технологій Фліндерса зазначає, що пошук екологічних рішень для упаковки харчових продуктів та інших одноразових пластикових виробів є важливим кроком у напрямку скорочення зростаючого рівня забруднення.
Пластмаси можуть містити тисячі хімічних речовин, таких як барвники та антипірени, деякі з яких є токсичними та канцерогенними. ОЕСР прогнозує, що без глобальних заходів щодо скорочення забруднення пластиком виробництво пластику, ймовірно, зросте на 70% між 2020 і 2040 роками і зрештою перевищить 700 мільйонів метричних тонн на рік.

Нове дослідження було проведено у співпраці з колумбійськими дослідниками в галузі хімічної інженерії, Миколою Естівеном Гомесом Месою та професором Аліс Йованою Патаківа-Матеус із факультету інженерії Університету Боготи Хорхе Тадео Лозано, де вони експериментували з новими полімерами в дослідницькій групі з нанобіоінженерії в Боготі.

Міжнародна співпраця та інновації в галузі матеріалів
«Ми експериментували з казеїнатами для виготовлення нановолокон на основі молока і виявили, що їх можна використовувати для лиття полімерів, схожих на звичайні пакувальні матеріали», — каже пан Гомес.
«З цього моменту ми почали досліджувати способи поліпшення їх властивостей шляхом додавання природних і доступних компонентів, таких як крохмаль, а також біорозкладного полімеру з чудовими механічними характеристиками. Це також відкрило можливість інтегрувати наноглини, такі як бентоніт, які можуть підвищити міцність плівки та її бар’єрні властивості.
«Вся формула була розроблена з використанням недорогих інгредієнтів, які є біорозкладними та екологічно чистими, щоб створити стійку альтернативу з поліпшеними характеристиками».
Професор Патаківа-Матеус додає: «Кожен може долучитися до зменшення використання пластику, і пошук біорозкладних полімерних альтернатив є важливою частиною науки, що допомагає знайти рішення для промисловості, споживачів та навколишнього середовища.
Більшість одноразового пластику походить з харчової упаковки, тому такі варіанти слід досліджувати далі та долучатися до революції циркулярної економіки для збереження ресурсів».
Хоча деякі пластики можна використовувати повторно, насправді це робиться дуже рідко. За даними аналізу, опублікованого в журналі Nature, близько 60 % усіх пластиків є одноразовими, і лише 10 % піддаються переробці. Зараз пластик використовується в тисячах продуктів, і очікується, що його виробництво продовжить зростати з 2 мільйонів тонн у 1950 році до 475 мільйонів тонн до 2022 року, що еквівалентно вазі 250 мільйонів автомобілів.

Джерело: «Дослідження біорозкладних полімерних нанокомпозитних плівок для застосування в екологічно безпечній упаковці харчових продуктів» Ніколая Естівена Гомеса Меса, Аліс Йовани Патаківа-Матеус і Юхонга Танга, 12 серпня 2025 р., Polymers.
DOI: 10.3390/polym17162207

 

(https://scitechdaily.com/scientists-turn-milk-into-biodegradable-plastic-that-vanishes-in-soil/)