Исследователи создали новый биоматериал из хитиновых покровов морских ракообразных, который может заменить пластиковую упаковку, существенно снизив нагрузку на окружающую среду.
Полисахаридный полиэлектролитный комплекс в равных пропорциях состоит из древесной или хлопковой целлюлозы и хитозана, который добывают из хитина — основного элемента экзоскелетов членистоногих и ракообразных. Главный источник хитина — горы отходов из панцирей лобстеров, крабов и креветок, которые остаются после того, как люди их съедают, сообщает Futurity.
Материал полностью разлагается и не наносит ни малейшего вреда окружающей среде. Картон, покрытый биоматериалом, состоящим из наноструктурированных волокнистых частиц карбоксиметилцеллюлозы и хитозана, продемонстрировал отличные защитные свойства при попадании на него воды и масла. Также он оказался устойчивым к действию толуола, гептана, солевых растворов, обработке его влажным и сухим паром, а также к механическим повреждениям. Результаты исследований были опубликованы в журнале Green Chemistry.
Поразительно, насколько прочным оказалось соединение карбоксиметилцеллюлозы и хитозана. Два очень дешевых полисахарида уже давно используются в пищевой промышленности и других производственных секторах. Имея различные молекулярные заряды, они сцепляются друг с другом, образуя состав, который может стать основой для непроницаемых пленок, покрытий, клея и т.д.
«Эти экологически безопасные барьерные покрытия могут использоваться в самых разных целях, начиная с производства водонепроницаемой бумаги, продолжая покрытиями для потолочной и настенной плитки, и заканчивая пищевыми покрытиями для герметизации продуктов», — утверждает глава исследовательской команды Джеффри Кэтчмарк, профессор сельскохозяйственной и биологической инженерии в Университете штата Пенсильвания. «Теперь наша главная задача — придумать, как сделать новый биоматериал дешевле, чем пластик. Ведь если мы действительно хотим внедрить „зеленые“ технологии, компании-производители не должны терпеть на этом убытки», — говорит Кэтчмарк. Министерство сельского хозяйства США уже поддержало работу ученых.
Если хитиновые покрытия вытеснят пластиковые упаковки, то нас ожидает по-настоящему глобальное снижение уровня загрязнения окружающей среды. На сегодняшний день в мире производится около 300 млн тонн пластика ежегодно. Только в США 29 млн тонн пластика превращается в твердые отходы, половина из которых — упаковки от продуктов и других товаров. Примерно 10% всего мирового пластика попадет в океан, став существенной угрозой для здоровья людей и экологии.
Возможно, Кэтчмарку стоит обратиться еще и к правительству Коста-Рики. Эта страна поставила амбициозную цель: к 2021 году она собирается полностью отказаться от использования пластмассы, которую нельзя переработать. Это будет не просто запрет на полиэтиленовые пакеты или бутылки из-под напитков.