Науковці розробили біопластик, що може замінити звичайний і захищати від УФ-випромінювання

Без пластику неможливо уявити повсякденне життя. Проте утилізація пластикового сміття належить до одних з найбільших викликів сьогодення. У морі плавають тонни пластикових відходів, і навіть людський організм вже заражений мікропластиком.

Тож тривалий час учені шукають йому альтернативу. Зараз вже є біопластик, який виробляють з яблучної шкірки або відходів деревини. Але для деяких цілей потрібно, щоби пластик мав спеціальні властивості. Наприклад, досі існує проблема, що прозорий пластик – на противагу кварцовому склу – проникний і для ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Та команда хіміків на чолі з Туомо Кайнулайненом з Університету Оулу (Фінляндія) досягли успіху у пошуках біопластику, який би захищав від ультрафіолетового світла. Вони вперше створили новий синтетичний біопластик, крізь який, на відміну від звичайного, не проникає сонячне УФ-випромінювання.

Новий пластик цілком створений з біомаси. Вихідним матеріалом є гідроксиметилфурфурол та фурфурол. Ці органічні сполуки виникають, коли цукор та вуглеводи піддавати впливу високих температур, при цьому вони зазнають квазікарамелізації. В незначній кількості вони є у деяких продуктах харчування. У більших кількостях виникають при біорафінуванні з целюлози та геміцелюлози – наприклад, із дерев’яних відходів.

Отже, цю сировину науковці перетворили на хімічні сполуки, синтезовані як кільцеві сполуки вуглецю фуран й біфуран, і придатні для того, щоб бути основною одиницею довголанцюгових полімерів. Поєднавши ці молекули між собою, хіміки отримали ланцюг з обох видів основних одиниць – так званий кополімер.

З нового біопластику можна виробляти тонкі прозорі пластикові плівки. Перевага цього матеріалу: він перешкоджає проникненню УФ-випромінювання і залишається проникним для видимого світла, що засвідчили перші тести. Інші ознаки біопластику – міцність та точка плавлення – в результаті поєднання в кополімері ознак фурану та біфурану вони залишилися такими ж, як і в звичайному пластику.

Інша перевага – матеріал зовсім непроникний для газів, розказав Кайнулайнен зі своїми колегами. В експериментах виявилося, що герметичність матеріалу у 3-4 рази вища порівняно зі стандартним PET-пластиком.

Матеріал, який уже подали на патент, має частково кращі властивості, ніж ті види пластику, що зроблені на основі викопного палива. Хіміки вже пропонують сфери його застосування. «Новий екологічний біопластик придасться, наприклад, для захисту продуктів від прямого сонячного випромінювання. Також високотехнологічні розробки, зокрема шасі для друкованої електроніки, потребують матеріалів для захисту з вдосконаленими властивостями», – пояснив Кайнулайнен.

Stefan Reich

„Grünes“ Plastik schützt vor UV-Strahlung

University of Oulu, 21. Februar 2020

Зреферувала С. К.