Ученые создают недорогую биоразлагаемую мульчирующую бумагу
Разработку недорогой, биоразлагаемой мульчирующей бумаги с защитным гибридным покрытием ведут исследователи из Института силикатных исследований им. Фраунгофера (Fraunhofer ISC) совместно с европейскими партнерами. Об этом 3 октября сообщило сетевое издание phys.org.
Хотя биоразлагаемые пленки, изготовленные из полимолочной кислоты, уже доступны, они очень дороги.
Группа исследователей из Fraunhofer ISC работает с исследовательскими и промышленными партнерами из Германии, Финляндии и Норвегии над проектом NewHyPe по разработке биоразлагаемых, устойчивых альтернатив. Экологически чистый заменитель больших пленок должен быть недорогим и способным к массовому производству.
Разработчики решили использовать бумагу на основе целлюлозы для производства пленки.
«Одним из преимуществ бумаги является то, что она может очень быстро разлагаться, не оставляя никаких следов. Но в настоящее время этот процесс идет слишком быстро. Материала не хватает на весь сельскохозяйственный сезон. Как только несколько раз идет дождь, материал размягчается, и защита больше не эффективна», — сообщает научный сотрудник ISC Фраунгофера, доктор Клаус Роуз.
Следовательно, для хрупкого материала необходимо функциональное покрытие. Защитное гибридное покрытие изготовлено из ORMOCER. Класс материалов этих неорганико-органических гибридных полимеров был разработан более 30 лет назад в ISC Фраунгофера.
«Покрытие состоит из двух разных компонентов, органического полимера и неорганического силиката, которые обычно несовместимы. Но в сочетании они обеспечивают химическую и механическую стабильность при сохранении способности к разложению», — пояснил ученый.
Заменяющего материала должно хватить на сельскохозяйственный сезон примерно от трех до шести месяцев, а затем он должен полностью разложиться. Первые испытания показали, что покрытие бумаги повышает ее прочность во влажном состоянии, делая ее более стабильной, чем ее аналог без покрытия. Кроме того, тест на компостирование показал, что материал с покрытием разлагается медленнее.
Кроме того, партнеры по проекту работают над совершенно новой гибридной мульчирующей бумагой из функционализированной наноцеллюлозы, которая характеризуется высокой внутренней стабильностью из-за ее очень высокого отношения длины к толщине. При этом целлюлозные волокна связаны с помощью гибридного полимерного состава словно клеем. Поэтому такая гибридная бумага не требует дополнительного покрытия.
«Бумага должна быть водоотталкивающей, более устойчивой к разрыву. Механическая стабильность, а также устойчивость к ультрафиолетовому излучению являются важными свойствами», — объясняет химик.
Выбор оптимального композита является актуальной задачей. Как только это будет полностью разработано, упаковочная промышленность также сможет извлечь выгоду из нового материала. Биоразлагаемая бумага вместо пластиковых пленок внесла бы значительный вклад в защиту окружающей среды.
Пока еще рано говорить о запуске в производства нового укрывного материала. Необходимо провести многочисленные тесты, например, как покрытие бумажными пленками влияет на рост томатов и других культур.
Отметим, во многих странах фермеры и садоводы используют мульчирующие пленки для повышения урожайности своих культур. Пленки часто изготавливаются из полиэтилена и могут использоваться для контроля роста сорняков, температуры почвы и потребления воды. К сожалению, материал на основе нефтепереработки не поддается биологическому разложению. Следовательно, остатки пленки должны быть собраны в конце сезона, иначе они будут загрязнять поля.
Напомним, 23 сентября Bloomberg сообщил, что ученые из компании Polymateria создали экологичный пластик, который со временем преобразуется в воск и легко будет переработан природой.
«Мы нацелены на создание пластика, который вероятнее всего попадет в природную среду, поэтому сосредоточились на Азии, где нет масштабных систем управления отходами», — рассказал глава Polymateria Найл Данн.
