A műanyagszennyezés az egyik legégetőbb környezeti probléma napjainkban, hiszen a legtöbb hagyományos műanyag évtizedekig, sőt évszázadokig is fennmarad a környezetben, mielőtt legalább részben lebomlana. A biológiailag lebomló polimerek fejlesztése ezért kulcsfontosságú cél a fenntartható anyagtudományban. Most egy friss kutatás igen érdekes megoldást kínál: tejfehérje-alapú, műanyagszerű fóliát, amely normál talajban kb. 13 hét alatt teljesen lebomlik.

A dél-ausztráliai Flinders Egyetem kutatói egy olyan biokompozit anyagot hoztak létre, amely kalcium-kazeinátból, módosított keményítőből és természetes nanoagyagból áll. A kalcium-kazeinát tejfehérje jó filmképző tulajdonságokkal rendelkezik, így alkalmassá tehető csomagolóanyagként való felhasználásra.

A kutatók a polimer mátrix rugalmasságának és mechanikai szilárdságának javítása érdekében glicerint és polivinil-alkoholt adtak az elegyhez, amely segít abban, hogy az anyag ne törékeny, hanem rugalmas legyen – hasonlóan a hétköznapi műanyagokhoz.

Az elkészült film talajban végzett tesztekben folyamatosan bomlott, és körülbelül 13 hét alatt teljesen szétesett – szén-dioxidra, vízre és biomasszára, azaz egészében visszakerült az ökoszisztémába. Ez a lebomlási sebesség gyorsabb, mint sok más jelenleg forgalomban lévő bioműanyagé, amelyek gyakran csak ipari komposztáló körülmények között bomlanak le hatékonyan.

A kutatás során azt is vizsgálták, van-e toxikus hatása az anyagnak. A baktériumkolóniák száma a mikrobiális vizsgálatokban elfogadható tartományon belül maradt, ami arra utal, hogy az új fólia alacsony toxicitással rendelkezik – bár további vizsgálatok szükségesek, különösen élelmiszer-csomagolási alkalmazás esetén.

Ez az új megközelítés azt mutatja, hogy a biopolimer-keverékek és nanoagyag szuszpenziók jelentős potenciállal bírnak olyan fóliatípusok létrehozására, amelyek képesek kiváltani a fosszilis eredetű műanyagokat, különösen az egyszer használatos csomagolóanyagok területén.

gyümölcssaláta

A műanyagszennyezés az egyik legégetőbb környezeti probléma napjainkban – Fotó: Shutterstock

Fontos megjegyezni, hogy bár ez a tejfehérje-alapú csomagolóanyag ígéretes alternatíva, még nem tökéletes. A mechanikai tulajdonságok, az ipari méretű gyártás, valamint a mikrobiológiai biztonság teljes körű ellenőrzése olyan tényezők, amelyek további fejlesztést igényelnek. Az ipari alkalmazáshoz például elengedhetetlen lehet olyan vizsgálatok elvégzése, amelyek megmutatják az anyag viselkedését szélsőséges körülmények között, valamint a teljes életciklus-elemzés (LCA) az anyag környezeti hatásainak pontos felméréséhez.

Összességében ez a kutatás egy izgalmas lépés a fenntartható csomagolóanyagok felé, és azt demonstrálja, hogy a megújuló források, mint amilyen a tejfehérje, hogyan adhatnak új alapot környezetbarát bioműanyagok kifejlesztéséhez.

Forrás: sciencedaily.com