Plastiki supramolekularne, które ulegają całkowitemu rozkładowi w słonej wodzie

Tworzywa sztuczne metabolizowane w oceanach są niezwykle pożądane dla zrównoważonej przyszłości. W czasopiśmie Science opublikowano wyniki badań japońskich naukowców nad nowym rodzajem plastiku supramolekularnego, który wyróżnia się nie tylko wysoką wytrzymałością mechaniczną, ale i możliwością biodegradacji. Klucz do uzyskania tych właściwości stanowi wykorzystanie mostków solnych między jonami guanidyny i polifosforanami lub siarczanami, co prowadzi do utworzenia mocno usieciowanej sieci polimerowej. Unikalny proces związany jest z wytrącaniem soli podczas koagulacji fazowej – uzyskany materiał po wysuszeniu staje się formowalnym, nadającym się do recyklingu termoplastem.

Ta niezwykła stabilność jest spowodowana rozdziałem faz ciecz-ciecz, który usuwa siarczan sodu, powstający w wyniku mostkowania soli, do fazy bogatej w wodę. Suszenie pozostałej skondensowanej fazy ciekłej daje szkliste tworzywa sztuczne, które można termicznie przekształcać, takie jak tworzywa termoplastyczne, i nadają się do użytku nawet w środowisku wodnym z hydrofobową powłoką parylenu C. Co istotne, odporność na wodę można dodatkowo zwiększyć, pokrywając materiał hydrofobową powłoką.

To podejście można rozszerzyć na supramolekularne tworzywa sztuczne na bazie polisacharydów, które nadają się do druku trójwymiarowego.

Na jakim etapie jest wynalazek?

Zespół badawczy obecnie posiada już zgłoszenie patentowe dotyczące swojego wynalazku. Technologia jest na etapie ochrony własności intelektualnej, a uzyskane materiały wykazują praktyczną funkcjonalność – można je formować, recyklingować i dodatkowo zabezpieczać powłokami, co czyni je bardzo atrakcyjnymi dla wdrożenia przemysłowego.

Potencjalne znaczenie dla przemysłu spożywczego

Wdrożenie takiego wynalazku w przemyśle spożywczym mogłoby przyczynić się do zwiększenia zrównoważonego rozwoju, redukcji odpadów i poprawy bezpieczeństwa żywności.

Technologia jest na etapie patentowania i oferuje szerokie możliwości zastosowania w przemyśle, w tym spożywczym, wpisując się w globalne trendy ekologiczne i bezpieczeństwa zdrowotnego.

Nowatorskie supramolekularne plastiki posiadają kilka cech, które mogą być szczególnie korzystne dla przemysłu spożywczego:

- Biodegradowalność i przyjazność środowisku: mogą znacząco ograniczyć problem zanieczyszczeń mikroplastikami pochodzącymi z opakowań jednorazowego użytku.

- Bezpieczny rozkład: materiał jest metabolizowalny, co minimalizuje zagrożenie dla zdrowia ludzi i środowiska w przypadku niezamierzonych kontaktów z żywnością.

- Możliwość formowania i recyklingu: ułatwia produkcję różnorodnych typów opakowań i ich wielokrotne wykorzystanie.

- Ochrona produktów: zastosowanie hydrofobowych powłok zabezpiecza żywność przed wilgocią i zanieczyszczeniami.

- Zgodność z wymaganiami bezpieczeństwa: etapy badań oraz wsparcie finansowe instytucji naukowych podkreślają wysoki poziom bezpieczeństwa nowego materiału.

Źródło: https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado1782​