Исследователи разработали 100% биоразлагаемые бумажные трубочки, которые не намокают

Aug 07, 2023

1 февраля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

Национальным исследовательским советом по науке и технологиям

Бумажные трубочки, которые доступны в настоящее время, сделаны не только из бумаги. Соломинки, изготовленные из 100% бумаги, становятся слишком сырыми при контакте с жидкостями и не могут функционировать как соломинки. Соответственно, их поверхности должны быть покрыты покрытием.

Наиболее часто используемыми материалами покрытия для бумажных трубочек являются полиэтилен (ПЭ) или акриловая смола — те же материалы, которые используются для изготовления пластиковых пакетов и клеев. Бумажные стаканчики также покрыты тем же материалом, что и бумажные трубочки. Большое количество предыдущих исследований показало, что полиэтиленовое покрытие на выброшенных бумажных стаканчиках может распадаться на мелкие частицы, не разлагаясь полностью, и превращаться в микропластик. Более того, эти бумажные изделия изготовлены из бумаги и пластика (два совершенно разных материала), поэтому их сложно переработать.

Обычные бумажные трубочки использовать неудобно. При длительном контакте с жидкостью они размокают. А когда эти трубочки используются для питья газированных напитков, из-за свойств их поверхности образуется множество пузырьков. В настоящее время на рынке доступны соломинки из полимолочной кислоты (PLA) и рисовые соломинки в качестве альтернативы бумажным соломинкам. Однако соломинки из PLA, также известные как соломинки из кукурузного пластика, плохо разлагаются в океане. Хотя рисовая соломка хорошо разлагается в окружающей среде, у нее есть недостатки, в том числе более высокая цена из-за трудностей ее массового производства и острого поперечного сечения.

Совместная исследовательская группа доктора О Донгеопа и доктора Квак Ходжунга из KRICT и профессора Пак Чеёна из Университета Соган разработала экологически чистые бумажные трубочки, которые на 100% биоразлагаемы, работают лучше, чем обычные бумажные трубочки, и их можно легко производить серийно. . Исследование опубликовано в журнале Advanced Science.

Используя свою технологию, исследовательская группа синтезировала известный биоразлагаемый пластик полибутиленсукцинат (PBS), добавив небольшое количество нанокристаллов целлюлозы для создания материала покрытия. Добавленные нанокристаллы целлюлозы представляют собой тот же материал, что и основной компонент бумаги, и это позволяет биоразлагаемому пластику прочно прикрепляться к поверхности бумаги в процессе нанесения покрытия.

Обычные бумажные соломинки не содержат материала, который прочно прикрепляет пластиковое покрытие к поверхности соломинок. Поэтому поверхности соломинок покрыты пластиком неравномерно, что затрудняет их использование. Наиболее существенные ограничения, которые это создает, заключаются в том, что соломинки становятся сырыми, когда жидкость касается непокрытой части, и образуются пузыри, когда бумажные трубочки остаются в газированных напитках. Это связано с тем, что часть без покрытия легко соединяется с водой, тогда как пластиковая часть с покрытием имеет свойство отталкивать воду, в результате чего газированный напиток контактирует с неровной поверхностью бумажных трубочек.

Эти ограничения преодолеваются с помощью новых бумажных трубочек, разработанных нашей исследовательской группой; они не намокают легко и не вызывают образования пузырьков в газированных напитках, поскольку материал покрытия равномерно и прочно покрывает поверхность трубочек. Кроме того, материал покрытия изготовлен из бумаги и биоразлагаемого пластика и поэтому полностью разлагается и разлагается.

Исследовательская группа обнаружила, что эти экологически чистые бумажные трубочки сохраняют свою физическую целостность как в холодных, так и в горячих напитках. Команда также обнаружила, что соломинки не намокают при размешивании различных напитков, таких как вода, чай, газированные напитки, молоко и другие напитки, содержащие липиды, или при длительном контакте с жидкостями. Сравнивали степень намокания новых бумажных соломинок и обычных бумажных соломинок. Обычная бумажная соломинка сильно сгибалась, когда после погружения соломинки в холодную воду при температуре 5°C на 1 минуту подвешивали груз массой примерно 25 г. Напротив, новая бумажная соломинка не гнулась так сильно, даже когда ее вес превышал 50 г в тех же условиях.