20.03.2024 г.
«Белковые» подгузники разлагаются за несколько недель

Выброшенные одноразовые средства гигиены, например подгузники и прокладки, могут разлагаться сотни лет из-за того, что их впитывающие и водонепроницаемые слои содержат пластик и другие синтетические полимеры. Ученые нашли способ заменить эти материалы пористыми компонентами, которые изготовлены из белковой биомассы — веществ, которые выбрасывают пищевые и сельскохозяйственные производители. Такие компоненты безопасны для окружающей среды: изделия из них можно будет смывать в унитаз или использовать в качестве удобрения. Работу представили на весеннем собрании Американского химического общества (ACS).

Проблема пластика в одноразовых средствах гигиены, таких как подгузники и прокладки, колоссальна. С одной стороны, огромное количество людей каждый день во всем мире нуждается в таких изделиях, с другой — пластик, который используется во впитывающих и водонепроницаемых слоях подгузников и прокладок, разлагается сотни лет. На рынке одноразовых гигиенических средств уже есть более экологичные альтернативы, однако они основаны на чистом хлопке. Их производство требует использования отбеливателей и других химических веществ. Кажется, что неплохой вариант — это многоразовые средства гигиены, которые можно постирать. Однако не у всех есть возможность и желание стирать, например, грязные подгузники.

Исследователь из Королевского технологического института (Швеция) Антонио Капецца нашел решение этой проблемы совершенно случайно. Он показывал студентам, что может пойти не по плану в лаборатории. Ученый создавал биопластичные нити из белков, а потом добавил влажный хлопок, чтобы имитировать нежелательное воздействие влаги. После высыхания материал стал очень пористым и смог впитывать жидкость как губка. Тогда Антонио Капецца привлек исследователей со всего мира, чтобы усовершенствовать свое изобретение.

Вместе команда исследователей выделила белки из отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности: кукурузный белок, глютен из пшеницы, а также натуральные антиоксидантные экстракты. Смешав эти белки в разных пропорциях, ученые добавили воду и пищевую соду — для появления пены, глицерин — в качестве пластификатора, а натуральные экстракты — как консерванты.

Потом команда использовала оборудование и методы, которые используются в пластмассовой промышленности (например, экструзию). Это позволило создать разные части одноразовых гигиенических средств. Первый — это плоский нетканый слой, который быстро пропускает жидкость. Второй — рыхлый пористый материал со сверхабсорбирующими свойствами. Именно он будет удерживать жидкость. Последними стали водонепроницаемые пленки, которые будут защищать одежду от протекания.

Ученые проверили, как быстро разлагаются такие гигиенические изделия. В воде и почве материалы распались на углерод, азот, фосфор, аминокислоты и другие соединения, которые могут стать источником питательных веществ для организмов. Процесс занял всего лишь несколько недель.

В дальнейшем исследователи планируют разработать средства, которые можно будет смывать в унитаз. Для этого изделия должны гораздо быстрее разлагаться в воде. Альтернативный вариант — использовать их в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. Специалисты уже доказали, что удобренные таким компостом растения отращивают более длинные листья и корни. При этом изделия из такого материала не будут загрязнять почву микропластиком или другими нежелательными веществами.

Однако проблемы у изобретения все-таки есть. Например, такие гигиенические средства будут на 10–20% дороже, чем традиционные. Кроме того, на данный момент белковые подгузники и прокладки не так хорошо впитывают влагу, как их пластиковые аналоги. То есть либо они должны быть толще, либо ученым предстоит усовершенствовать их.

Сейчас специалисты исследуют лигноцеллюлозу, смесь лигнина и целлюлозы, которая содержится в растениях. Этот дешевый побочный продукт сельского и лесного хозяйства может приблизить впитываемость «‎протеиновых» средств гигиены к обычным. Также специалисты планируют провести дополнительные исследования, прежде чем выходить на рынок: например, узнать, вызывает ли новый материал раздражение кожи.

Автор: Анастасия Черкесова

https://inscience.news/ru/article/world-science/chemistry-and-materials/15565