Papir eller plastik? Stiv vandtæt belægning til papir har til formål at reducere vores afhængighed af plast

Der er en betydelig mængde forskning i reduktion af plast til mange og forskellige anvendelser. For første gang har forskere fundet en måde at tilføre relativt bæredygtige papirmaterialer nogle af plastens nyttige egenskaber. Dette kan gøres nemt, omkostningseffektivt og effektivt. En belægning kaldet Choetsu vandtætter ikke kun papir, men bevarer også dets fleksibilitet og nedbrydes også sikkert.

Det er svært at komme uden om, at plastmaterialer langt hen ad vejen er skadelige for miljøet. Du har sikkert set billeder af plastikforurening, der skyller op på strande, ødelægger floder og dræber utallige dyr. Alligevel virker problemet ofte helt ude af vores hænder i betragtning af, at plastmaterialer er allestedsnærværende i hverdagen. Professor Zenji Hiroi fra Institute for Solid State Physics ved University of Tokyo og hans team udforsker, hvordan materialevidenskab kan hjælpe, og deres nylige opdagelse sigter mod at erstatte nogle anvendelser af plastik med noget mere bæredygtigt:papir.

"Det største problem med plastmaterialer, som jeg ser det, er deres manglende evne til at nedbrydes hurtigt og sikkert," sagde Hiroi. "Der er materialer, der kan nedbrydes sikkert, som f.eks. papir, men papir kan åbenbart ikke opfylde de mange anvendelsesmuligheder, plast kan. Vi har dog fundet en måde at give papir nogle af de gode egenskaber ved plast, men uden at skader. Vi kalder det Choetsu, en billig, biologisk nedbrydelig belægning, der tilføjer vandtæthed og styrke til simpelt papir."

Choetsu er en kombination af materialer, som, når de påføres papir, spontant genererer en stærk og vandtæt film, når den kommer i kontakt med fugt i luften. Belægningen består af sikre og billige kemikalier, for det meste methyltrimethoxysilan, noget isopropylalkohol og en lille mængde tetraisopropyltitanat. Papirstrukturer, for eksempel fødevarebeholdere, sprøjtes med eller dyppes i denne flydende blanding og tørres ved stuetemperatur. Når det er tørt, dannes et tyndt lag silica indeholdende methyl, en type alkohol, på cellulosen, der udgør papiret, hvilket giver de stærke og vandtætte egenskaber.

Desuden skaber reaktioner, der finder sted under belægningsproceduren, automatisk et lag af titaniumdioxid-nanopartikler. Disse giver anledning til en smuds- og bakterieafvisende egenskab kendt som fotokatalytisk aktivitet, som beskytter det belagte emne i en længere periode. Alle de kemikalier, der er involveret i belægningen, nedbrydes over tid til harmløse ting såsom kulstof, vand og sandlignende silicium.

"Den tekniske udfordring er afsluttet, og nogle applikationer kan snart realiseres, såsom varer til indtagelse, emballering eller opbevaring af fødevarer," sagde Hiroi. "Vi håber nu også at bruge denne tilgang på andre slags materialer. Den flydende sammensætning kan tunes til andre materialer, og vi kan skabe en smuds- og skimmelafvisende belægning, der kan dannes på glas, keramik og endda andre plastik til udvide deres anvendelighed. Sammen med forskeren Yoko Iwamiya, som har arbejdet inden for dette felt i nogen tid nu, og resten af ​​mit team, håber jeg, at vi kan gøre noget virkelig gavnligt for verden."

Undersøgelsen vises i Industrial &Engineering Chemistry Research . + Udforsk yderligere

Bioaktive papirbelægninger til erstatning af plast til emballering af fødevarer