Китайски изследователи разработиха нов материал, толкова здрав като традиционната пластмаса, но напълно биоразградим

Изследователи от Североизточния лесотехнически университет в Харбин, Китай, създадоха революционна биоразградима пластмаса на базата на бамбук. Новият материал е толкова издръжлив, колкото традиционната пластмаса, но може да се разгради напълно в почвата за по-малко от два месеца, съобщи Българската телеграфна агенция, позовавайки се на публикация в престижното научно списание "Nature Communications".

Бамбуковата пластмаса е атрактивен екологичен материал с различни потенциални приложения, но досега нейната издръжливост и рециклируемост оставаха под въпрос. Съществуващите бамбукови композитни продукти - като съдове за сервиране и прибори за хранене - обикновено се състоят от бамбукови влакна, обградени с епоксидна смола или подобна полимерна матрица. Макар да изглеждат като по-устойчиви варианти в сравнение с обикновената пластмаса, използването на пластмасови матрици ги прави трудни за рециклиране.

Иновативен двуетапен процес

За целите на изследването учените разработиха двуетапен процес за създаване на подобрен пластмасов материал на бамбукова основа. Първо те използват специални разтворители, наречени "дълбоки евтектични разтворители" (Deep Eutectic Solvents), за да разглобят водородната връзка в целулозата на бамбука на молекулярно ниво. След това добавят етанол, който стимулира молекулите да се преорганизират в нова, по-плътна мрежа от връзки.

В резултат на този процес се получава здрава и стабилна пластмаса, която може да се оформя и моделира по различни начини. Материалът демонстрира изключителна механична якост с опънна здравина от 110 мегапаскала, което го прави по-силен от полимлечната киселина (PLA) и високоударния полистирол (HIPS) - пластмаси, използвани в автомобилни части и 3D принтиране.

Екологични предимства

Новата бамбукова пластмаса притежава редица впечатляващи характеристики. Тя издържа на температури над 180 градуса по Целзий, може да се огъва без да се счупи и се разгражда напълно в почвата за по-малко от 50 дни. Освен това материалът може да бъде рециклиран в затворен цикъл, като запазва 90 процента от първоначалната си здравина след преработка.

Икономическият анализ показва, че производството на новата пластмаса струва около 2300 долара на тон, което я прави конкурентоспособна както спрямо пластмасите на петролна основа, така и спрямо други биопластмаси. Ключът към ефективността е възможността за повторна употреба на химикалите, включително разтворителя и етанола.

Допълнително предимство е фактът, че бамбукът расте изключително бързо - до един метър на ден - и дава почти пет пъти повече биомаса от дървесината. Това го прави идеална суровина за устойчиво производство, без да конкурира храни от царевица или нишесте.

"Тази работа установява метод за превръщане на изобилната бамбукова целулоза във висококачествени, екологични материали, предлагайки жизнеспособен път за намаляване на пластмасовото замърсяване и зависимостта от изкопаеми ресурси," пишат авторите в заключение на изследването.

Въпреки обещаващите резултати, учените отбелязват, че остават предизвикателства за мащабното индустриално производство. Необходими са значителни инвестиции в нова инфраструктура, способна да работи с разтворителите и да осигурява тяхното ефективно рециклиране в затворен цикъл.