Novatoriška bakterinės celiuliozės medžiaga keičia vienkartinį plastiką

Įprastai plastikai suskaidomi per 50-200 metų, priklausomai nuo to, iš ko jie pagaminti. Naftos pagrindu pagamintų plastikų naudojimas per dešimtmečius sukėlė didelę taršą, todėl pradėta ieškoti alternatyvų, kurios būtų saugesnės aplinkai.

Biologiškai gaunamos polimerų medžiagos leidžia „žaliau“ išnaudoti vienkartinę pakuotę. Bakterijų celiuliozė (BC) yra ypač perspektyvi. BC yra bakterijų sintetinama labai plona celiuliozės nanoskaidulų tinklo struktūra, turinti geresnes savybes lyginant su augaline celiulioze: didesnį vandens talpumą, tąsumą, ypatingai minkštą tekstūrą ir didelį skaidulų kiekį. Kinijos Honkongo universiteto tyrėjai naudojo BC, kad sukurtų naują kompozitinę vienkartinę pakuotės medžiagą, kuri ne tik yra saugi aplinkai, bet ir valgoma.

„BC buvo atliktas išsamus tyrimas, įskaitant jos naudojimą išmaniose pakuotėse bei plėvelėse ir funkcionalizuotose medžiagose, sukurtose naudojant maišymo, padengimo ir kitus metodus“, - sakė tyrimo autorius To Ngai. „Šie tyrimai parodė didelį BC, kaip vienkartinės plastikinės pakuotės pakaitalo, potencialą.“

Tyrėjai naudojo Komagataeibacter xylinus bakterijų išskiriamą celiuliozę. Skirtingai nei augalinė celiuliozė, BC yra gaminama fermentacijos būdu. Tai reiškia, kad nereikia kirsti medžių ar žemės ūkio kultūrų, išsaugoma gamtinė aplinka. Į susintetintą celiuliozės struktūrą mokslininkai įterpė sojų baltymus, išskirtus iš sojų pupelių, ir struktūrą padengė kalcio alginato kompozitu. Visa tai, anot tyrėjų, yra paprastas procesas: „Tai nereikalauja sudėtingų cheminės reakcijos sąlygų. Mūsų atliekamas procesas paprastas ir praktiškas, kuriame reikalingas tik maišymas ir padengimas“, - pasakė Ngai.

Išbandę naują medžiagą, tyrėjai nustatė, kad ji yra skaidri, atspari aliejui, netoksiška žmogaus ląstelėms ir visiškai suyra per du mėnesius. Taip pat Ngai tyrimo grupė pastebėjo, jog jų sukurta medžiaga yra tinkama kaip vienkartinė saugojimo priemonė maisto produktams, panašiai kaip mažo tankio polietilenas. Iš BC pagaminti šiaudeliai gėrimams buvo pakankamai tvirti, kad persmeigtų burbulinės arbatos plastikinį dangtelį, ir išlaikė savo vientisumą, mirkomi 24 val. vandenyje.

„Tyrimo metu sukurtos medžiagos yra visiškai valgomos, todėl jos saugios vėžliams ir kitiems jūrų gyvūnams, nesukeliant vandens ekotoksinio poveikio“, - pasakė Ngai.

Tyrėjai planuoja tobulinti sukurtą pakuotės medžiagą, padidinant jos universalumą ir išsprendžiant pagrindinį jos trūkumą – termoplastiškumą. „Vienas iš pagrindinių BC iššūkių yra tai, kad ji nėra termoplastiška, o tai riboja jos galimybes panaudoti tam tikrose srityse“, - pasakė Ngai. „Spręsdami šią problemą, tikimės padaryti bakterinės celiuliozės plėveles konkurencingesnes nei tradiciniai plastikai, išlaikant jų saugumą aplinkai. Šis tyrimas parodo, kad natūralios žaliavos jau turi būtinas savybes, leidžiančias pritaikyti jas plačiau nei plastikines pakuotes“.

Kol kas Kinijos Honkongo universiteto mokslininkų sukurta novatoriška bakterinės celiuliozės medžiaga naudojama tik laboratorijoje, tačiau rezultatai yra perspektyvūs bei daug žadantys ir tik laiko klausimas, kada bioplastikai pakeis tradicinius plastikus.

Šaltiniai:

1. Bacterial cellulose used to create new edible packaging material (newatlas.com)
2. Cheung, K. M., Jiang, Z., & Ngai, T. (2023). Edible, strong, and low‐hygroscopic bacterial cellulose derived from biosynthesis and physical modification for food packaging. Journal of the Science of Food and Agriculture. https://doi.org/10.1002/jsfa.12758