Bæredygtigt, højtydende papirbelægningsmateriale kan reducere mikroplastikforurening
Plastforurening udgør en global udfordring, som skal løses. Især emballage udgør 30-50 % af det samlede plastforbrug. Mens papiremballage er miljøvenlig, mangler den afgørende funktionaliteter som fugtbestandighed og styrke. Traditionelle belægningsmaterialer forværrer plastikforurening, hvilket giver anledning til behovet for bæredygtige alternativer.
Polyethylen (PE) og ethylenvinylalkohol (EVOH) bruges typisk som belægningsmaterialer for at forbedre papiremballagens lavbarriereegenskaber, men disse stoffer nedbrydes ikke og forværrer mikroplastikforurening, når de bortskaffes i det naturlige miljø.
Som svar på dette problem er emballagematerialer fremstillet af biobaserede stoffer og bionedbrydelig plast blevet udviklet, men i de fleste tilfælde, efterhånden som emballagens ydeevne forbedres, formindskes den biologiske nedbrydelighed hurtigt.
Et fælles forskerhold ledet af professor Jaewook Myung fra Institut for Bygge- og Miljøteknik, Professor Hanseul Yang fra Institut for Biovidenskab og Professor Jongcheol Seo fra Institut for Emballage og Logistik ved Yonsei University tacklede udfordringen med at balancere emballageydelse og bæredygtighed. De har med succes udviklet et bæredygtigt, biologisk nedbrydeligt, højtydende papirbelægningsmateriale.
Værket blev publiceret i tidsskrifterne Green Chemistry og Fødevarekemi .
Holdet brugte borsyre-tværbundet poly(vinylalkohol) (PVA), en biologisk nedbrydelig plast, til at belægge papiret og derved forbedre dets biologiske nedbrydelighed, barriereegenskaber og styrke. Det resulterende coatede papir udviste overlegen ydeevne sammenlignet med konventionel plast, med fremragende barriereegenskaber og fysisk styrke, selv under fugtige forhold.
Holdet gennemførte også en dybdegående undersøgelse af bionedbrydning og biokompatibilitet for systematisk at evaluere bæredygtigheden af det nyudviklede coatede papir. Bionedbrydning blev vurderet ved at simulere havmiljøet, kendt for dets udfordrende bionedbrydelighedsforhold.
Holdet brugte en respiratorisk systembaseret bioreaktor til at måle graden af kulmineralisering til kuldioxid. Efter 111 dages biologisk nedbrydning blev det konstateret, at det coatede papir opnåede 59-82 % biologisk nedbrydning afhængigt af coatingkomponenten.
Fænomenet, hvor marine bakterier nedbryder belægningsmaterialet, blev fanget gennem et scanningselektronmikroskop. Derudover blev in vitro biokompatibilitet bekræftet gennem humane embryonale nyre- og museembryonale fibroblastceller, ligesom høj in vivo biokompatibilitet af det coatede papir blev verificeret gennem museeksperimenter.
Gennem denne undersøgelse foreslog det fælles forskerhold en belægningsstrategi, der kan forbedre emballageydelsen og samtidig opretholde bæredygtighed for at imødegå ulemperne ved papiremballage. Det borsyre-tværbundne PVA-coatede papir eliminerer behovet for kunstige komposteringsforhold eller spildevandsbehandlingsanlæg.
Da det er biologisk nedbrydeligt i naturlige miljøer og karakteriseret ved lav toksicitet, forværrer dette nyligt coatede papir ikke miljøforurening, når det ved et uheld kasseres. Det er således en bæredygtig erstatning for plastemballagematerialer.
Professor Jaewook Myung ved KAIST, der ledede bæredygtighedsstudiet af coated papir, sagde:"Udviklingen af en marin bionedbrydelig højtydende papircoating er resultatet af at kombinere de innovative teknologier fra tre førende forskerhold inden for hvert felt. Vi vil fortsætte med at udvikle bæredygtige materialer med fremragende ydeevne."
Professor Jongchul Seo fra Yonsei University, som ledede forskningen i udviklingen af højtydende papirbelægning, sagde:"Gennem denne forskning har vi udviklet en bæredygtig papiremballageteknologi, der kan erstatte ikke-nedbrydelig plastemballage, og vi forventer, at forskningen resultatet vil blive anvendt i industrien."
Flere oplysninger: Shinhyeong Choe et al, Borsyre-tværbundet poly(vinylalkohol):biologisk nedbrydelig, biokompatibel, robust og højbarriere papirbelægning, Grøn kemi (2024). DOI:10.1039/D4GC00618F
Kitae Park et al., Effekt af epichlorhydrinbehandling på belægningsprocessen og ydeevnen af papiremballage med høj barriere, Fødevarekemi (2024). DOI:10.1016/j.foodchem.2024.138772
Journaloplysninger: Fødevarekemi , Grøn kemi
Leveret af Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
Varme artikler
-
Krypteret, one-touch, menneske-maskine interface-teknologi afslører brugerfysiologiSikker og ikke-invasiv fingeraftryksbiosensor kan detektere molekyler, der cirkulerer i kroppen. Kredit:UCLA/Interconnected &Integrated Bioelectronics Lab Forskere ved UCLA og Stanford University h -
Hvorfor nogle rødvine smager tørtKredit:American Chemical Society Vinkendere kan nemt skelne mellem en tør rødvin, såsom Cabernet Sauvignon, fra en mere frugtbar rød, ligesom Pinot Noir. Forskere har længe forbundet følelsen af -
En ny katalysator til at bremse den globale opvarmningKredit:Shutterstock Russiske videnskabsmænd har udviklet en ny, højeffektiv katalysator til industriel forarbejdning af kuldioxid, der gør processen enkel og billig. Forskere fra MISIS University, -
Forskere låser op for strukturelle hemmeligheder for hvalballe(a) Dette er en bardehval og dens bardehval; (b) balleplade og en skematisk, der viser orienteringen; (c) mikro-CT og optiske billeder af baleen i tværsnit (d) de hule medullae rettet på langs; (e) op
- Ny indsigt i brudte symmetrier:Anvendelse af Lorentz reciproke sætning på væsker med ulige viskos…
- Danningen af gap-solitoner i et 1D-dissipativt topologisk gitter
- Forskellen mellem hus edderkopper og brune henvisninger
- Forvandling af glas til en gennemsigtig lysenergi-høster
- Netværk af byvand for at tilpasse sig et skiftende klima
- Mellemledere mangler ressourcer til at opnå ligestilling mellem kønnene, viser ny undersøgelse