Рынок пластиковой упаковки — это отрасль с оборотом $23,5 млрд. Доминируют в ней полиэтилен и полипропилен — полимеры, получаемые из нефти и распадающиеся на вредный микропластик. Чтобы решить проблему, ученые создают биопластик — биоразлагаемые альтернативы традиционному пластику. Однако у биопластика есть ограничения: эти материалы менее прочные по сравнению с нефтяными аналогами и требуют высокотемпературного компостирования для разложения.

Ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе предложили решение, вдохновившись природой. Еще задолго до появления пластика люди упаковывали пищу в листья, которые легко разлагались благодаря своей целлюлозой структуре. Исследователи решили использовать целлюлозные нановолокна для создания прочного и экологичного биопластика.

Ученые разработали многослойный материал, в котором центральный слой состоит из целлюлозы, а с двух сторон его окружают слои биопластика.

Ключевым элементом стали целлюлозные фибриллы — микроскопические волокна, имитирующие структуру листьев. Такая конструкция позволила повысить прочность материала и преодолеть ограничения, характерные для большинства видов биопластика.

В своей работе исследователи использовали два наиболее распространенных типа биопластика — полигидроксибутрат (PHB), получаемый из крахмала, и полимолочную кислоту (PLA). Объединив их с целлюлозными нановолокнами, они получили новый биопластик, получивший название LEAFF (многослойная экологичная усовершенствованная пленка).

LEAFF разлагается при комнатной температуре и обладает важными свойствами для упаковки — низкой проницаемостью для воздуха и влаги, а также пригодностью для печати, что облегчает маркировку. Целлюлозная структура обеспечивает материалу прочность на разрыв выше, чем у традиционных нефтяных пластиков, полиэтилена и полипропилена.

Исследователи надеются на скорое внедрение технологии, что, по их мнению, поможет не только уменьшить экологический ущерб, но и создать новые рабочие места.