Японские исследователи разработали композитное покрытие на основе кремнезема и смолы, которое защищает бумагу от воздействия окружающей среды, превращая ее в экологичный заменитель пластика. Описание технологии представлено в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research.
Исследователи из Института физики твердого тела Токийского университета под руководством Зендзи Хирои разработали экономичное биоразлагаемое покрытие Choetsu. Эта технология делает бумагу водонепроницаемой, сохраняя при этом ее гибкость.
Choetsu состоит из безопасных и недорогих химических веществ, в основном из метилтриметоксисилана, некоторого количества изопропилового спирта и небольшого количества тетраизопропилтитаната. Авторы разработки отмечают, что при контакте с влагой воздуха эти материалы самопроизвольно образуют прочную и водонепроницаемую пленку на поверхности бумаги.
Чтобы придать свойства пластика бумажным изделиям, например, контейнерам для пищевых продуктов, их необходимо опрыскать или погрузить в жидкую смесь химических реактивов. После чего изделия нужно высушить при комнатной температуре. Исследователи говорят, что после высыхания на целлюлозе, из которой изготовлена бумага, образуется тонкий слой кремнезема, содержащего метиловый спирт, что обеспечивает прочность и водонепроницаемость.
Как подчеркивают ученые, в процессе обработки бумаги на поверхности пленки автоматически формируется слой наночастиц диоксида титана размером 2 нм. Эти элементы обеспечивают разложение метиленового синего и антибактериальную активность поверхности. Кроме того, пленка обладает высокой адсорбционной способностью, эффективно улавливая органические загрязнители до тех пор, пока они не разлагаются в результате фотокаталитических реакций.
Ученые отмечают, что все химические вещества, формирующие покрытие, со временем распадаются на безвредные компоненты, такие как углерод, вода и кремний.
«Теперь мы надеемся использовать этот подход и для других видов материалов. Жидкий состав можно настроить для других веществ, например, мы можем создать покрытие, устойчивое к грязи и плесени, которое можно нанести на стекло, керамику и даже другие пластмассы, чтобы продлить срок их службы», — говорит профессор Хирои.
Фото обложки: оригами из обработанной и необработанной бумаги в воде. Hiroi et al.
Читать далее
Чудовище в центре нашей Галактики: посмотрите на фото черной дыры в Млечном Пути
Американский спутник «разглядел» с Земли необычное послание
Опубликовано видео с ракеты, которую запустили из экспериментального ускорителя