Papir otporan na vodu mogao bi da promeni budućnost ambalaže

Naučnici su razvili inovativni hidrofobni papir, koji kombinuje celulozna nanovlakna i peptidne sekvence, pružajući potencijalnu zamenu za materijale na bazi nafte. Ovaj biorazgradivi papir obećava široku primenu u ambalaži i biomedicinskim uređajima, a istovremeno ima značajan pozitivan uticaj na životnu sredinu, piše SciTech Daily.

Istraživanje, sprovedeno na Odeljenju za hemiju, materijale i hemijsko inženjerstvo „Đulio Nata” pri Politehničkom univerzitetu u Milanu, rezultat je međunarodne saradnje sa Univerzitetom Aalto, Tehničkim istraživačkim centrom Finske (VTT) i Institutom SCITEC pri CNR-u. Studija, objavljena na naslovnici časopisa Journal of Materials Chemistry B, nosi naziv „Samoorganizacija nanoceluloze i kratkih peptida za poboljšanu mehaničku čvrstoću i barijerne performanse”.

Preporučujemo

Njihov cilj bio je stvaranje održivog papira koji kombinuje izvanrednu čvrstoću i otpornost na vodu celuloznih nanovlakana, dok se istovremeno zadržavaju biorazgradivost i obnovljivi karakter materijala. Proces je posebno značajan jer se svojstva materijala unapređuju bez hemijskog modifikovanja nanovlakana, čime se čuva prirodna struktura celuloze.

Celulozna nanovlakna (CNF) su prirodna vlakna dobijena iz celuloze, koja potiče iz obnovljivih izvora poput drveća i biljaka. Poznata su po svojoj svestranosti i izuzetnoj mehaničkoj snazi, što ih čini idealnim za razvoj novih materijala.

U ovoj studiji istraživači su iskoristili kratke proteinske sekvence, poznate kao peptidi, kako bi dodatno poboljšali svojstva nanovlakana.

- Naš supramolekularni pristup uključivao je dodavanje kratkih sekvenci peptida, koji se vezuju za nanovlakna i na taj način poboljšavaju njihova mehanička svojstva i otpornost na vodu – objašnjava Eliza Mareli, koautorka istraživanja.

Jedan od ključnih nalaza studije jeste da čak i minimalne količine peptida (manje od 0,1%) mogu značajno povećati otpornost materijala na stres. Ovaj nivo efikasnosti otvara vrata širokoj primeni ovakvih hibridnih materijala.

Dodatni korak u istraživanju uključivao je uvođenje fluora u peptidne sekvence, što je omogućilo stvaranje tankog hidrofobnog sloja na površini materijala. Ova tehnika pružila je dodatnu otpornost na vlagu, dok su biorazgradive i biokompatibilne osobine materijala ostale nepromenjene.

- Ovo otkriće otvara nove mogućnosti za kreiranje biomaterijala koji mogu konkurisati materijalima na bazi nafte po performansama, postižući isti kvalitet i efikasnost uz smanjenje uticaja na životnu sredinu – istakao je značaj ovog otkrića Pieranđelo Metranđolo, koautor studije.

Jedan od najfascinantnijih aspekata ovog rada jeste koliko mala količina peptida može drastično promeniti svojstva materijala. U ovom slučaju, manje od 0,1% dodatih peptida bilo je dovoljno za značajna poboljšanja. Ovaj nivo efikasnosti ukazuje na potencijalnu ekonomsku isplativost proizvodnje.

Još jedan zanimljiv podatak je da proces nije zahtevao hemijsko modifikovanje nanovlakana, čime je sačuvana prirodna struktura celuloze. Ovo čini proizvodnju ekološki prihvatljivijom i jednostavnijom u poređenju sa složenim hemijskim procesima koji se često koriste u industriji.

Hibridni materijali razvijeni u ovoj studiji imaju potencijal za široku upotrebu. U sektoru ambalaže, njihova otpornost na vlagu čini ih idealnim za pakovanje hrane i proizvoda kojima je potrebna zaštita od vlage. U biomedicini, njihova biokompatibilnost otvara mogućnosti za primenu u medicinskim uređajima, zavojima i drugim proizvodima koji dolaze u kontakt s ljudskim telom.

Ovaj održivi materijal predstavlja značajan korak napred u borbi protiv zagađenja plastikom, pružajući alternativu koja kombinuje visok kvalitet, ekološku održivost i ekonomsku isplativost. Ovo istraživanje, kao i njegova dalja primena, moglo bi označiti novu eru u proizvodnji materijala i doprinosa očuvanju naše planete.

(Telegraf nauka / SciTech Daily)