Исследователи из Финляндии смогли трансформировать крахмал риса в устойчивый, оптически прозрачный, биоразлагаемый пластик, отличающийся высокой прочностью и термической устойчивостью. Результаты работы являются шагом по направлению к получению биопластиков из простых и возобновляемых природных источников. Такие полимеры могут найти применение для изготовления упаковки для продуктов питания, а также для биомедицины.

Крахмал представляет собой полисахарид, состоящий из двух фракций – линейный продукт поликонденсации глюкозы – амилоза и разветвленный продукт конденсации глюкозы – амилопектин.

Для большинства зеленых растений крахмал является резервным энергетическим полигликаном и в значительных количествах накапливается в зернах (кукуруза, пшеница, рис) или в клубнях (картофель).

Крахмал, который представляет собой относительно хрупкий полимер, который можно желатинизировать с помощью обработки горячей водой. Тем не менее, пленки, полученные таким методом, могут быстро рекристаллизоваться и разрушаться, вновь становясь хрупкими. В качестве пластификаторов – они образуют водородные связи со звеньями глюкозы, препятствуя рекристаллизации, однако со временем такие пластификаторы могут теряться полимером, что со временем может привести к разрушению полимера. К сожалению, большие по размеру соединения, которые с меньшей вероятностью потеряются полимером, являются менее эффективными пластификаторами.

Виргиния Никанен (Virginia Nykänen) с коллегами из Университета Аальто предлагают новый подход к решению этой задачи. Исследователи применяли имеющую форму звезды молекулу AEEP (аминоэтоксиэтанол-замещенный фосфазен), боковые заместители которого играют роль динамичных и подвижных молекул пластификатора, связанных с центральным фрагментом, что эффективно препятствует миграции пластификатора и депластификации полимера.

Как отмечает Никанен,

получение новых биопластиков может стать важным элементом расширения областей применения этих материалов, при этом понижение объемов производства недеградируемых полимеров может в значительной степени понизить нагрузку на окружающую среду.