Un film bio-based care rivalizează ambalajele din plastic tradițional în blocarea umidității și oxigenului
Într-o lume în care ambalajele din plastic sunt omniprezente, provocările generate de deșeurile acestora devin tot mai evidente, având un impact devastator asupra mediului, în special în ecosistemele acvatice. Acest lucru atrage atenția asupra imperativului de a găsi soluții sustenabile. Recent, cercetătorii de la Institutul Tehnologic din Georgia au făcut un pas remarcabil în această direcție, dezvoltând un film bio-based fabricat din ingrediente naturale, cum ar fi cele extrase din plante, ciuperci și deșeuri alimentare. Acest material demonstrează capacități de barieră împotriva umidității și oxigenului comparabile sau superioare celor ale plasticului convențional.
Scopul principal al cercetării, care a fost publicată în revistă specializată ACS Applied Polymer Materials, este de a reduce dependența de polimerii tradiționali care contribuie la poluare. Carson Meredith, profesor la Școala de Inginerie Chimică și Biomoleculară din cadrul Georgia Tech și director executiv al Institutului pentru Bioproduse Regenerabile, subliniază utilizarea materialelor abundente în natură care pot degrada eficient şi fără a lăsa o amprentă negativă asupra mediului. „Ambalajele noastre, compuse din componente biodegradabile, rivalizează sau chiar depășesc performanța plasticelor convenționale în păstrarea prospețimii alimentelor,” afirmă Meredith.
Eforturile echipei de cercetare s-au concentrat timp de peste un deceniu pe dezvoltarea unor bariere ecologice împotriva oxigenului și apei pentru ambalaje. Deși cercetările anterioare utilizând biopolimeri au arătat potențial, umiditatea ridicată a compromis adesea efectivitatea acestor bariere. Cu toate acestea, Meredith și colaboratorii săi au găsit o soluție inedită prin combinarea ingredientelor naturale: celuloză (care conferă structură plantelor), chitosan (derivat din deșeuri alimentare pe bază de crustacee sau ciuperci) și acid citric (din fructe citrice).
Procesul de elaborare a filmului bio-based implică îmbinarea acestor materiale și supunerea acestora unui tratament termic. Yang Lu, autor principal al studiului și fost cercetător postdoctoral, menționează: „Prin încrucișarea acestor materiale și adăugarea unui tratament termic, am creat un film subțire care reduce transmiterea atât a umidității, cât și a oxigenului, chiar și în condiții de căldură și umiditate ce simulează tropicele.”
Tehnologia de barieră dezvoltată de cercetători constă în trei componente principale: un polimer de carbohidrați pentru structură, un plasticizant care menține flexibilitatea și un aditiv hidrofug care rezistă umidității. Odată turnat în filme subțiri, aceste ingrediente se auto-organizează la nivel molecular pentru a forma o structură densă și ordonată, rezistentă la umflarea sau înmuierea în condiții de umiditate ridicată.
Chiar și la o umiditate relativă de 80%, filmele au demonstrat o permeabilitate extrem de scăzută la oxigen și o transmisie a vaporilor de apă, rivalizând sau chiar depășind performanțele plasticelor comune, cum ar fi poli(tereftalat de etilena) (PET) și poli(etilen-vinil alcool) (EVOH).
„Abordarea noastră creează bariere care nu sunt doar regenerabile, ci și mecanic robuste, oferind o alternativă promițătoare la plasticul convențional în aplicațiile de ambalare,” adaugă Natalie Stingelin, profesor și președinte al Școlii de Știința Materialelor și Inginerie din cadrul Georgia Tech.
Aceste descoperiri deschid noi orizonturi pentru ambalajele biodegradabile, esențiale în lupta împotriva crizei de mediu provocate de plasticul de unică folosință, iar progresul realizat de cercetătorii de la Georgia Tech reprezintă un pas semnificativ spre o soluție mai curată și mai durabilă pentru viitor.
