Er madspild nøglen til bæredygtige, plastikfrie bleer og hygiejnebind?

Forskerne blandede proteinerne sammen i forskellige proportioner og tilsatte vand og bikarbonater, såsom bagepulver, som skummiddel; sødemidlet glycerol som blødgører; og naturlige ekstrakter som konserveringsmidler.

Holdet brugte derefter udstyr og forarbejdningsteknikker fra plastindustrien, herunder ekstrudering, til at fremstille forskellige komponenter, der almindeligvis findes i puder og bleer. I lighed med en pastamaskine gjorde ekstruderen holdet i stand til at producere filamenter og flade plader, samtidig med at de tillod dem at skumme materialerne. Med disse teknikker producerede forskerne et fladt "nonwoven" lag, der forblev tørt at røre ved, mens det lod væsken hurtigt passere igennem; et luftigt porøst materiale med superabsorberende egenskaber, der fangede væske; og vandtætte film for at beskytte yderbeklædningen.

Som et bevis på konceptet samlede forskerne disse komponenter for at lave proteinbaserede absorberende prototyper, der lignede engangshygiejneprodukter. Når de først er blevet udsat for vand eller jord, blev materialerne fuldstændig biologisk nedbrudt på få uger. På grund af materialernes proteinoprindelse frigav denne nedbrydning kulstof, nitrogen, fosfor, aminosyrer og andre forbindelser, som naturen kan genbruge som næringsstoffer.

Med yderligere udvikling, siger Capezza, kan dette føre til engangs sanitære produkter, der kan skylles. Alternativt kan disse produkter (eller alt affald produceret på fremstillingsstadiet) efter brug komposteres for at befrugte afgrøder, såsom majs og hvede, hvilket igen ville give udgangsmaterialerne til fremstilling af nye hygiejneprodukter.

"Så det er et helt cirkulært design," tilføjer Capezza. Forskerne har allerede vist, at planter får længere blade og rødder, når de udsættes for denne kompost. "Og vores test har vist, at fordi det er proteinbaseret, er der ingen som helst risiko for, at disse produkter vil forurene jorden med mikroplast eller andre uønskede kemikalier, når de nedbrydes," bemærker Capezza.

Proteinbaserede hygiejneprodukter ville være omkring 10% til 20% dyrere end traditionelle plastbleer og -bind, vurderer Capezza. Ydeevnen af ​​proteinhygiejnebind svarer til konventionelle bind. På den anden side er proteinbleer ikke så absorberende som deres plastikmodstykker. Det betyder, at proteinbleer enten skal være tykkere, eller også skal deres formulering tilpasses for at forbedre absorptionen.

For at øge væskeoptagelsen og den mekaniske styrke undersøger forskerne nu tilsætningen af ​​lignocellulose, en blanding af lignin og cellulose, der findes i planter. Dette materiale er et lavværdibiprodukt fra landbrugs- og skovbrugssektoren. Resultater til dato viser, at dens tilføjelse bringer ydeevnen tæt på konventionelle bleers.

Holdet forbereder nu pilotundersøgelser for at teste muligheden for at opskalere produktionen. Yderligere evalueringer, herunder human hudirritationstest, skal udføres, før nogen af ​​disse produkter kan komme på markedet, siger Capezza.

Leveret af American Chemical Society