Израильские ученые разработали прочный, пластичный и съедобный пластик

Ученые из Института Вейцмана получили новый композитный материал, который состоит из производной целлюлозы и аминокислоты. Новый материал не только прочен, но и съедобен и разлагается бактериями.

В мире уже накопились миллиарды тонн пластиковых отходов. Согласно исследованию организации Earth Action в 2024 году их количество увеличится еще на 220 миллионов тонн. Решением проблемы стал бы такой пластик, который разлагается естественным образом, например, как пищевые отходы, но промышленные пластмассы состоят из массивных молекул – полимеров, которые разлагаются долго и трудно.

В исследовании, опубликованном в журнале ACS Nano, рассказывается о том, что ученые Института Вейцмана создали новый композитный пластик, который очень прочен и при этом легко разлагается.

В настоящее время многие отрасли промышленности используют композиты – это пластики, которые изготавливаются путем соединения двух или более чистых материалов. Композиты – легкие и прочные. Из них делают детали самолетов, автомобилей или велосипедов.

Стремясь создать композитный пластик, который отвечал бы потребностям промышленности и при этом был бы экологически чистым, исследователи из Института Вейцмана сосредоточились на распространенных и недорогих исходных материалах.

Ученые обнаружили, что молекулы тирозина – распространенной аминокислоты, образующей исключительно прочные нанокристаллы, – можно использовать в качестве компонента для создания биоразлагаемого композита.

Изучив, как тирозин сочетается с несколькими типами полимеров, ученые остановили свой выбор на гидроксиэтилцеллюлозе, производной целлюлозы, которая широко используется в производстве лекарств и косметики. Сама по себе гидроксиэтилцеллюлоза легко распадается. Чтобы соединить ее с тирозином, оба материала смешали в кипящей воде. Когда они остыли и высохли, образовался исключительно прочный композит, состоящий из волокнистых нанокристаллов тирозина, которые вросли в гидроксиэтилцеллюлозу.

Новый материал очень прочен: полоска толщиной 0,04 миллиметра выдерживает нагрузку 6 килограммов. Ученые считают, что у нового пластика есть большой промышленный потенциал.

Но все еще интереснее. Поскольку и целлюлоза, и тирозин – кристаллы которого можно найти во многих сортах твердого сыра – съедобны, новый композит можно есть. Пока ученые его не пробовали, поскольку процесс производства недостаточно гигиеничен для пищевых продуктов, но ученые еще планируют "закусить" новым композитом. Для утилизации нового материала не нужно ничего специально придумывать. И тирозин, и целлюлозу замечательно усваивают, например, жвачные животные и самые разные виды бактерий. Никаких проблем с утилизацией такого материала возникнуть не должно.