Skip to content Skip to left sidebar Skip to right sidebar Skip to footer

Веган паякова коприна – екологична алтернатива на пластмасата

Веган паякова коприна

Веган паякова коприна се явява екологична алтернатива на пластмасата за еднократна употреба.

Изследователи от Университета в Кеймбридж създадоха полимерен филм. Той имитира свойствата на паяковата коприна, която е един от най-здравите материали в природата. Новият материал е толкова здрав, колкото много обикновени пластмаси, използвани днес в ежедневието и може да бъде техен заместител.

Материалът е създаден с помощта на нов подход за сглобяване на растителни протеини в материал, имитиращ коприна на молекулярно ниво.

Веган паякова коприна

Изследователите са създали устойчив, мащабируем растителен материал, който може да замени пластмасата за еднократна употреба в много потребителски стоки.

За експеримента бяха използвани екологични компоненти, което доведе до неразтворим във вода филм, наподобяващ пластмаса, която може да бъде произведена в промишлен мащаб. Към полимера може да се добави не избледняващ „структурен“ цвят и може да се използва и за създаване на водоустойчиви покрития.

Този материал може да бъде компостиран у дома, докато разграждането на други видове биопластики изисква специално промишлено оборудване за компостиране.

Освен това, материалът, разработен в Кеймбридж, не изисква химически модификации на естествените му градивни елементи, така че може безопасно да се разпадне в повечето естествени среди.

Xampla

Новият продукт се синтезира от Xampla, дъщерно дружество на Университета в Кеймбридж. То разработва заместители на пластмаса за еднократна употреба и микропластика. Тази година компанията ще представи редица продукти за еднократна употреба. Те могат да заменят пластмасата, използвана в ежедневните стоки.

Веган паякова коприна

Пример за замяна на пластмаса за еднократна употреба в потребителски стоки. Произведени чрез симулиране на свойствата на паякова коприна, един от най-трайните материали в природата.

Ключовата характеристика на паяковата коприна, която му придава уникална сила е подреденото и плътно подреждане на водородните връзки.

Коприната се състои

от два протеина – серицин и фиброин. Фиброинът е основният елемент на влакното, серицинът свързва влакната помежду си. Фиброинът, от своя страна, също се състои от много компоненти. Това е б-кератин, в който зигзагообразни вериги предимно от глицин и аланин (видове аминокиселини) лежат един върху друг на слоеве, свързани помежду си с водородни връзки. Глицинът осигурява якост на скъсване, а водородните връзки осигуряват якост на скъсване. Ето защо тънката копринена нишка е по-силна от стоманата (със същия диаметър).

Протеините в природата имат свойството на молекулярна самоорганизация и самосглобяване. Използвайки това свойство, изследователите се опитаха да използват това качество на протеините от растителен произход, получени от отпадъците от хранително-вкусовата промишленост.

Изследователите са успели да възпроизведат самосглобяването на протеини от вида паякова коприна от много разпространен растителен протеин – соев протеинов изолат. Този протеин е с различен състав, но структурно наподобява коприната на паяк.

Протеинът от паякова коприна се разтваря във вода. След това се събира в процеса на предене в здраво влакно с минимални енергийни разходи. Растителните протеини, като соев протеинов изолат ( SPI), са слабо разтворими във вода, което затруднява контрола на тяхното самосглобяване в подредени структури.

Новото проучване използва екологична смес от оцетна киселина и вода за да подобри разтворимостта. SPI сместа се третира с ултразвук и високи температури. Този метод позволява създаването на протеинови структури с подобрени междумолекулни взаимодействия и образуване на водородни връзки. Във втория етап разтворителят се отстранява, което води до неразтворим във вода филм.

Веган паякова коприна

Всяка подмяна на пластмаса изисква различен полимер. Две от тях, които съществуват в изобилие, са полизахариди и полипептиди. Целулозата и наноцелулозата са полизахариди и се използват в различни области. Често изискват някаква форма на зашиване, за да образуват трайни материали. Протеините се самоорганизират и могат да образуват трайни материали, като коприна без никакви химически модификации, но засега е много по-трудно да се работи с тях.

Веган паякова коприна – екологична алтернатива на пластмасата