Производство пластмассовых материалов из биомассы вместо сырой нефти и природного газа предлагает ряд экологических преимуществ, но эти так называемые биопластики, как правило, неэффективны в некоторых ключевых областях. Ученые из Университета Акрона нашли решение одного из таких недостатков, разработав новую форму пластика PLA, который можно использовать для удержания кипящих жидкостей.

Превосходная прочность и гибкость - это два качества, которые традиционные пластмассы предлагают по сравнению с пластиками, изготовленными из биомассы, а также стабильность при воздействии высоких температур.

Команда Университета Акрона сосредоточилась на распространенной форме биопластика, называемой полимолочной кислотой (PLA), который дешев в производстве и является популярным выбором для таких вещей, как упаковка для пищевых продуктов, пластиковые бутылки и посуда. Однако проблемы возникают при высоких температурах.

«PLA - это самый передовой в мире полимер на 100% биологической основе, полностью компостируемый», - говорит доктор Рамани Нараян, профессор Университета штата Мичиган, который не является автором этого исследования, но чья работа сосредоточена на разработке биопластиков.

Команда Университета Акрона под руководством доктора Ши-Цин Ванга взяла курс на решение этой проблемы, переосмыслив замысловатую структуру, лежащую в основе пластика PLA. Ван сравнивает это с кучей спагетти, в которой цепочечные молекулы, составляющие пластик, представляют собой отдельные макароны.

Прочность пластика зависит от того, насколько переплетены эти лапши. Изменив способ формирования кристаллов и ограничив их размером до нанометра, ученые смогли создать сильно переплетенную «цепочку» из этой лапши, которая позволила бы кому-то взять почти полную миску с помощью пары палочек для еды.

Результатом этой разработки стал прочный, прозрачный и термостойкий PLA-пластик, который превратился в прототип чашки, которую можно наполнить кипящей водой без усадки и разрушения. Команда считает, что такую ​​чашку можно использовать как более экологически чистый вариант, например, для горячего чая и кофе.

Хотя биопластики разлагаются быстрее, потребляют меньше энергии для производства и имеют меньший углеродный след, чем пластики на нефтяной основе, по некоторым аспектам материала все еще остаются вопросы.