Учёные делают из древесины биопластик

Пластмассы являются одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды в мире, и на их разложение в природе уходят сотни лет. Исследовательская группа, возглавляемая профессорами YSE (Йельская школа окружающей среды) Юань Яо и Лянбин Ху из Мэрилендского университета, создала высококачественный биопластик из побочных продуктов переработки древесины, который, как они надеются, может решить одну из самых острых экологических проблем в мире.

Прежде попытки перейти от нефтехимических пластиков к возобновляемым и биоразлагаемым пластикам оказались не слишком удачными — производственный процесс требовал токсичных химикатов и является дорогостоящим, а механическая прочность и водостойкость часто оказывались недостаточны. 

Исследование, опубликованное в журнале Nature Sustainabilit, описывает процесс деконструкции пористой матрицы натуральной древесины в суспензию. Учёные утверждают, что полученный материал обладает высокой механической прочностью, стабильностью при удержании влаги и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Он также может быть успешно переработан. Биопластик является разлагаемым и потому оказывает более низкое воздействие на окружающую среду в сравнении с пластмассами на нефтяной основе и прочими аналогичными материалами.

Чтобы создать суспензионную смесь, исследователи использовали древесный порошок — остаток переработки древесины — и деконструировали рыхлую пористую структуру порошка с помощью биоразлагаемого и пригодного для вторичной переработки глубокого эвтектического растворителя. Полученная смесь имеет высокое содержание твёрдого вещества и высокую вязкость.

Исследователи провели всестороннюю оценку жизненного цикла материала, чтобы проверить его воздействие на окружающую среду: листы биопластика были похоронены в почве. Полностью они разрушились уже через три месяца. Кроме того, отмечают учёные, материал может быть разрушен обратно в суспензию механическим перемешиванием.

Одной из областей, которую продолжает исследовать группа, является потенциальное воздействие на леса, если производство этого биопластика будет расширено. Крупномасштабное производство может потребовать использования огромных объёмов древесины, что может иметь далеко идущие последствия для лесов, землепользования, экосистем и климата.

Яо говорит, что исследовательская группа уже начала работать с лесными экологами над созданием имитационных моделей лесов, где цикл роста деревьев будет связан с производственным процессом.