Muhammad Rabnawaz van de Michigan State University heeft een nieuwe coating voor papieren verpakkingen ontwikkeld die zowel economisch als milieuvriendelijk is.

de bekleding, ontwikkeld door de Sustainable Materials Group van Rabnawaz, beschermt papieren verpakkingen tegen olie en water - waardoor het handig is voor zaken als papieren borden en sapdozen - met behulp van milieuvriendelijke ingrediënten.

"Als het in het water komt, als het de oceaan ingaat, het zal ontleden, " zei Rabnawaz, een assistent-professor aan de School of Packaging, die de nieuwste formulering van de coating op 18 januari online deelde in de Journal of Applied Polymer Science .

Dit is een upgrade ten opzichte van veel bestaande papierproducten die afhankelijk zijn van veerkrachtige polymeren, thermoplasten genaamd, om het onderliggende papier droog en stevig te houden bij het vasthouden van voedsel of dranken.

"Ongestreken papier zal lekken, "Rabnawaz zei:dat is een tekortkoming die waarschijnlijk bij iedereen is opgekomen die een papieren beker heeft vertrouwd om hun hete thee of koffie in te bewaren. "Dus de oplossing was om het te lamineren met plastic."

de kunststof, echter, is te goed in zijn werk. Het blijft het papier beschermen, zelfs nadat het is weggegooid. Dit heeft twee grote nadelen.

Voor een, het papier kan niet worden gerecycled met het plastic eraan vast. Ten tweede, deze papieren verpakkingsproducten kunnen gemakkelijk in het water terechtkomen, het toevoegen van zwerfvuil aan meren, oceanen en stromen.

"Er zijn golven. Er zijn getijden. Er is UV-licht van de zon, "zei Rabnawaz. "Het is het perfecte recept om het materiaal van het papier om te zetten in microplastics."

Microplastics zijn kleine plastic fragmenten die aquatische ecosystemen vervuilen en hun weg vinden naar het water en de zeevruchten die mensen consumeren, met onbekende gevolgen voor de gezondheid.

Fabrikanten hebben alternatieven voor plastic coatings onderzocht, maar ze komen meestal met andere problemen. Een van de meer populaire opties zijn coatings die behoren tot de PFAS-familie van 'forever chemicaliën'. PFAS is de afkorting voor perfluoralkyl- en polyfluoralkylstoffen, die hun eigen gezondheidsproblemen opleveren.

"De vraag die we stelden was of we de plastics die microplastics worden, kunnen verwijderen zonder PFAS te gebruiken. ' zei Rabnawaz.

Om dit te beantwoorden, hij riep de hulp in van zijn Spartaanse team:afgestudeerde studenten Aditya Nair en Dhwani Kansal; onderzoeksassistent Ruoqi Ping; en recente Ph.D. ontvanger Li Zhao.

De groep formuleerde een coating op basis van biocompatibele en biologisch afbreekbare componenten. De coating bevat een olie die wordt gebruikt in contactlenzen, een in water oplosbaar polymeer genaamd polyvinylalcohol en een natuurlijk zetmeelachtig polymeer afgeleid van schaaldieren (wat anders is dan de schaaldiereiwitten die allergische reacties veroorzaken).

Hoewel deze samenstelling polymeren gebruikt, geen enkele is zo veerkrachtig als de thermoplasten die momenteel in papierproducten worden gebruikt, zei Rabnawaz.

"Alle kunststoffen zijn polymeren, maar niet alle polymeren zijn van plastic, " zei hij. De nieuwe coating breekt af in water, koolstofdioxide en andere inerte moleculen in plaats van als microplastics in het milieu te blijven hangen.

"Een ander goed ding is, zodra het papier is verpulverd, u kunt de coating verwijderen, " hij voegde toe, wat betekent dat het papier kan worden gerecycled. "Het papier wordt net als ongerept papier en je kunt het steeds opnieuw gebruiken."

Hoewel de coating werd ingegeven door bezorgdheid over het milieu en de volksgezondheid, Het team van Rabnawaz ontwikkelde het ook met het oog op economie.

Bijvoorbeeld, chitosan is van nature overvloedig aanwezig, maar de Verenigde Staten maken er niet veel van klaar voor productie. Dus de Spartanen ontdekten hoe ze polyvinylalcohol moesten opnemen, die beter verkrijgbaar en goedkoper is. Het is wat wascapsules gebruiken om hun wasmiddel in te kapselen. Deze toevoeging vermindert de hoeveelheid chitosan die nodig is om de coating te maken, wat resulteert in een meer commercieel levensvatbaar product.

Rabnawaz heeft al twee patenten ingediend met betrekking tot de coating - wat is toegevoegd aan zijn meerdere aanvragen sinds hij in 2016 bij MSU kwam - en begon monsters te delen met geïnteresseerde bedrijven.

"We werken zeker aan commercialisering, ' zei Rabnawaz.