Zanieczyszczenie plastikiem, który rozkłada się niezwykle wolno, to koszmar dla środowiska naturalnego
Urszula Lesman
Hydrofobowy papier został opracowany z wykorzystaniem wytrzymałości i wodoodporności nanowłókien celulozowych. Jest to potencjalna alternatywa dla materiałów na bazie ropy naftowej, oferująca znaczące korzyści dla środowiska. Badania przeprowadzili naukowcy z Wydziału Chemii, Materiałów i Inżynierii Chemicznej „Giulio Natta” na Politechnice Mediolańskiej, we współpracy z Uniwersytetem Aalto w Finlandii, VTT Technical Research Centre of Finland (państwową spółką badawczą typu non-profit) oraz mediolańskim Instytutem Nauk Chemicznych i Technologii (SCITEC).
Jak powstaje przełomowy materiał?
Nanowłókna celulozowe (CNF), będące naturalnymi włóknami pochodzącymi z celulozy, są dobrze znane ze swojej wytrzymałości i wszechstronności. W ramach badań naukowcy pokazali, jak można znacznie poprawić właściwości nanowłókien bez ich chemicznej modyfikacji, dodając małe białka znane jako peptydy. – Nasze podejście supramolekularne obejmowało dodawanie małych sekwencji peptydów, które wiążą się z nanowłóknami, poprawiając ich właściwości mechaniczne i odporność na wodę – wyjaśnia Elisa Marelli, współautorka badania. „Wyniki pokazały, że nawet minimalne ilości peptydów, mniej niż 0,1 proc., mogą znacznie zwiększyć właściwości mechaniczne wytworzonych materiałów hybrydowych, zapewniając im większą odporność na naprężenia – dodała naukowczyni.
Ponadto naukowcy wprowadzili do nanowłókien atomy fluoru w sekwencjach peptydowych, co pozwoliło stworzyć ustrukturyzowaną hydrofobową powłokę na materiale. Dzięki temu zwiększono odporność na wodę, jednocześnie zachowując biokompatybilne i zrównoważone właściwości materiału.
Badacze podkreślają, że ich praca otwiera nowe możliwości tworzenia biomateriałów, które mogą konkurować z tworzywami sztucznymi pochodzącymi z ropy naftowej pod względem wydajności. Hybrydowe materiały osiągają równie wysoką jakość i funkcjonalność przy jednoczesnym zmniejszeniu negatywnego wpływu na środowisko. Materiały te są doskonałe do produkcji zrównoważonych opakowań, gdzie kluczowe znaczenie ma odporność na wilgoć, oraz do zastosowań biomedycznych, dzięki swojej biokompatybilności.
