Пластик с обратным отсчётом: обычное молоко дало начало странному виду пластика

Учёным удалось найти неожиданное применение молоку: привычный продукт стал основой для нового вида биоразлагаемого пластика, который способен исчезать в почве всего за несколько месяцев. Разработка может изменить подход к упаковке и сократить объёмы трудноразлагаемых отходов. Материал создаётся из доступных компонентов и не требует сложных или токсичных добавок. Об этом сообщает журнал Polymers.

Молочные белки как основа нового материала

Работа над альтернативой традиционному пластику ведётся в Университете Флиндерса в Южной Австралии, где исследователи сосредоточились на сочетании биополимеров. В основе новой плёнки лежит казеинат кальция — вещество, получаемое из казеина, основного белка молока. Его смешали с модифицированным крахмалом и бентонитовой наноглиной, а для повышения гибкости и прочности добавили глицерин и поливиниловый спирт.

Подобный подход отражает более широкий тренд на поиск безопасных материалов, способных снизить нагрузку на окружающую среду и уменьшить распространение микрочастиц пластика, о чём всё чаще говорят исследования, посвящённые экологическим рискам микропластика. Полученный материал представляет собой тонкую плёнку, по своим характеристикам близкую к обычной упаковке для пищевых продуктов.

Как пластик исчезает в почве

Испытания показали, что новый материал разлагается равномерно и без образования вредных остатков. В стандартных почвенных условиях полное разложение ожидается примерно через 13 недель. Это существенно отличается от традиционных пластиков, которые могут сохраняться в окружающей среде десятилетиями и накапливаться в экосистемах.

Отдельное внимание исследователи уделили безопасности. Микробиологические тесты подтвердили, что уровень бактериальных колоний остаётся в допустимых пределах для биоразлагаемых плёнок, не обладающих антимикробными свойствами.

"Мы бы рекомендовали провести дополнительные исследования антибактериальных свойств в рамках дальнейших испытаний и разработок", — говорит профессор Юхонг Танг.

Экология, упаковка и глобальный контекст

По словам профессора Танга, поиск устойчивых решений для упаковки и одноразовых изделий напрямую связан со снижением загрязнения окружающей среды. Обычные пластики могут содержать тысячи химических соединений, включая красители и антипирены, часть из которых признаны токсичными и канцерогенными.

По оценкам ОЭСР, без глобальных мер производство пластика к 2040 году может вырасти на 70% по сравнению с уровнем 2020 года и превысить 700 миллионов тонн ежегодно. На этом фоне растёт интерес не только к биоразлагаемым материалам, но и к технологиям переработки, включая решения, где полимеры и биомассу предлагают превращать в энергоносители.

Международное сотрудничество и новые полимеры

Исследование велось совместно с учёными из Колумбии. В проекте участвовали химики Николай Эстивен Гомес Меса и профессор Алис Йована Патакива-Матеус из Университета Боготы имени Хорхе Тадео Лосано, где эксперименты проводились в группе по нанобиоинженерии.

"Мы экспериментировали с казеинатами, чтобы получить нановолокна на основе молока, и обнаружили, что их можно использовать для литья полимеров, аналогичных обычным упаковочным материалам", — говорит Гомес.

По его словам, добавление крахмала и наноглины позволило улучшить механические и барьерные свойства плёнки без отказа от экологичности и доступности компонентов.

"Каждый может внести свой вклад в сокращение использования пластика, а поиск альтернатив биоразлагаемым полимерам — важная часть научной работы, которая помогает находить решения для промышленности, потребителей и окружающей среды", — отмечает профессор Патакива-Матеус.

Большая часть одноразового пластика сегодня используется именно для упаковки продуктов питания, поэтому подобные разработки рассматриваются как важный элемент перехода к экономике замкнутого цикла. Сейчас около 60% всех пластиков являются одноразовыми, а переработке, по оценкам, подлежит лишь около 10%.