Японські матеріалознавці розробили новий біорозкладний пластик на рослинній основі, який поєднує механічну міцність із повним розпадом у природному середовищі без утворення мікропластику.
Проблема «мікропластику», тобто «дрібних полімерних частинок, що не розкладаються біологічно», залишається гострою навіть для багатьох так званих біорозкладних матеріалів. Більшість із них або потребують промислового компостування, або розпадаються на стійкі фрагменти. Команда під керівництвом Такузо Аїди з RIKEN запропонувала альтернативний підхід на основі целюлози.
Новий матеріал створено з «карбоксиметилцелюлози», похідної найпоширенішої органічної сполуки на планеті. Для надання міцності дослідники використали позитивно заряджені іони поліетиленіміну гуанідинію. У воді між компонентами формуються оборотні іонні зв’язки, що створюють стабільну полімерну мережу. У солоній воді ці зв’язки руйнуються, запускаючи швидке розкладання.
Ранні версії матеріалу були крихкими. Проблему вирішили додаванням «пластифікатора», тобто речовини, що підвищує гнучкість полімеру. Найефективнішим виявився хлорид холіну. Регулюючи його вміст, науковці змогли змінювати властивості від твердих до еластичних, з подовженням до 130 %. Матеріал формує прозорі плівки товщиною 0,07 мм.
«Ми перейшли від концепції до практичного матеріалу», — зазначає Такузо Аїда. За міцністю новий пластик, названий CMCSP, не поступається нафтохімічним аналогам. Водночас він зберігає прозорість, перероблюваність і здатність до швидкого розкладання в морській воді.
Дослідники наголошують на масштабованості підходу. «Природа щороку виробляє близько трильйона тонн целюлози», — підкреслює Аїда. Використання цього ресурсу може зменшити забруднення пластиком ще на етапі виробництва. Результати опубліковано в Journal of the American Chemical Society.