Команда из Федеральной политехнической школы Лозанны в США (EPFL) разработала новый биоразлагаемый материал, способный заменить популярный вид пластика. Используя несъедобные части растений, ученые изготовили прочное вещество с высокой устойчивостью к температурным перепадам.

Сравнительный анализ показал, что характеристики нового материала соответствуют обычному пластику, но при этом он легко подвергается химической переработке и разлагается в окружающей среде до безвредных сахаров, сообщает New Atlas.

По словам авторов исследования, пластик не случайно выступает в качестве важного элемента во множестве современных отраслей. Обычные пластмассы выигрывают у многих материалов, поскольку сочетают в себе низкую стоимость, термостойкость, механическую прочность, технологичность и совместимость — характеристики, которые не встречаются среди природных материалов. Однако команде биологов во главе с профессором Джереми Лютербахером удалось подобрать химический состав, который максимально соответствуют описанным показателям.

Новый подход основан на исследовании самого Лютербахера, согласно которому альдегид — спирт, лишенный водорода — может стабилизировать фракции растительного материала и уберечь их от разрушения во время экстракции. Ученые перепрофилировали эту концепцию, заменив формальдегид на глиоксиловую кислоту, а затем создали новое химическое вещество на биологической основе. В качестве основного материала при этом использовалась биомасса — набор материалов из различных несъедобных частей растений — а также несколько видов сахара.

«По сути, мы просто „готовим“ древесину или другой несъедобный растительный материал, такой как сельскохозяйственные отходы, в недорогих химикатах, чтобы получить прекурсор пластика за один этап. Благодаря сохранению структуры сахара в молекулярной структуре пластика химия намного проще, чем в существующих альтернативах», — объяснил профессор.

По словам ученых, используя новую методику, они могут превратить до 25% веса сельскохозяйственных отходов или 95% очищенного сахара в биоразлагаемый пластик. Авторы уже изготовили из этого пластика упаковочную пленку, волокна, из которых можно делать одежду или другой текстиль, а также нити для 3D-печати.

Эксперименты с участием полученного учеными пластика подтвердили, что он может выдерживать температуры до 100 градусов Цельсия, имеет предел прочности на разрыв до 77 МПа и жесткость до 2500 МПа. Кроме того, материал образует прочные барьеры для кислорода и водяного пара, а значит в перспективе подойдет для упаковки пищевых продуктов. А когда необходимость в упаковке из этого пластика пропадет, она может быть быстро переработана или даже выброшена на свалку — там она быстро превратится в безвредный набор веществ.