Учёные Плехановского университета совместно с коммерческим партнёром создали полностью биоразлагаемый материал. Полученная из него тонкая полимерная плёнка разлагается в естественных условиях без промышленного компостирования. Об этом сообщили на сайте Минобрнауки РФ.
Изобретение, защищённое патентом Российской Федерации, представляет собой композицию и метод получения безупречных плёнок с высокими эксплуатационными характеристиками и отличной биоразлагаемостью. Ключевым компонентом этих материалов является биоразлагаемый полиэфир – поликапролактон, который обогащён мелкодисперсным хитозаном, получаемым путём модификации хитина. Добавление хитозана не только придаёт изделиям антимикробные свойства, но и ускоряет процесс их разложения.
В промышленности для аналогичных целей обычно применяют традиционные полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид, благодаря их невысокой стоимости и удобству переработки. Композиты на основе полилактида и полибутилен адипат терефталата с добавлением крахмала используются ограниченно из-за сложностей в получении тонких и бездефектных плёнок без дополнительных модификаций.
Композиция из поликапролактона и мелкодисперсного хитозана объединяет биоразлагаемость с технологичностью, что позволяет производить плёнки методами экструзии и каландрования. Хитозан не только придаёт материалу антимикробные свойства, но и ускоряет его разложение. Специальные технологии смешивания улучшают совместимость компонентов, снижая риск дефектов и расслоений.
Экологичность и безопасность материала расширяют его возможности применения, включая упаковку для пищевых и непищевых продуктов, а также сельское хозяйство. Благодаря биосовместимости поликапролактона, плёнки могут использоваться в качестве раневых покрытий, биодеградируемых мембран или носителей лекарственных препаратов.
Характеристики материала позволяют его использовать не только в экструзионной переработке, но и в аддитивных технологиях (3D-печать) для создания временных конструкционных элементов, где важна контролируемая деградация после завершения их функционального назначения.
«Наша задача как ученых, не просто изучать деградацию полимеров, а управлять ею. Вот, где теория встречается с практикой: такие разработки меняют подход к упаковке, сельскому хозяйству и медицине. В реализованном проекте удалось превратить идею о биоразлагаемом композите в технологию, которую можно масштабировать», – рассказала один из авторов разработки, ведущий научный сотрудник научной лаборатории «Перспективные композиционные материалы и технологии» РЭУ им. Г.В. Плеханова, кандидат химических наук Елена Масталыгина.
Сейчас значительная часть биоразлагаемых полимеров и функциональных добавок закупается за рубежом. Освоение отечественной технологии получения и переработки такой композиции, по мнению разработчиков, снизит зависимость от импорта и позволит локализовать производство в России. Руководитель проекта, доктор химических наук Анатолий Ольхов подчеркнул, что учёные – это не посредники на рынке услуг, а создатели новых знаний о материи или технологиях, которые способны изменить экономику страны. Разработка по-настоящему биоразлагаемой плёнки – это вклад в решение проблемы утилизации неперерабатываемых полимерных отходов.
Биоразлагаемые материалы создают не только для упаковки, но и для электроники. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», канадские учёные разработали гибкую батарейку из желатина и натуральных кислот, которая может питать носимые устройства. Около 80% её компонентов разлагаются в природе, что сократит объём электронных отходов.