Химики заменили пластик соевой пленкой
Химики из Великобритании создали самособирающуюся пленку на основе соевого белка. Экологичный материал по прочности не уступает пластикам, которые на сегодняшний день широко используются в качестве упаковки. Еще одно преимущество соевой пленки заключается в регулярном расположении полипептидных цепей в ней, поэтому нет необходимости в химическом сшивании, которое часто используется для улучшения характеристик биополимерных пленок. К тому же, зачастую сшивающие вещества обладают токсичностью. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
В настоящее время основным материалом для упаковок пищи служит пластик. Как и любые другие пластиковые изделия, такие упаковки производятся из невозобновляемого сырья и являются одними из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Они не разлагаются в течение столетий и попадают в моря и океаны, становясь причиной гибели около миллиона птиц и ста тысяч морских животных ежегодно. Кроме того, некоторые пластики могут испускать потенциально токсичные вещества.
Полимеры природного происхождения, например, белки и целлюлоза, активно исследуются в качестве альтернативы синтетическим полимерам, таким как ПЭТ и ПВХ. Белки обладают способностью к самосборке — важному процессу в биологических системах, который происходит за счет многоточечных нековалентных соединений «строительных блоков» посредством водородных связей, электростатических и гидрофобных взаимодействий.
На сегодняшний день в создании белковых пленок посредством контролируемой самосборки в основном используют белки животного происхождения, такие как белки шелка или β-лактоглобулин. Однако их применение сопряжено с негативным воздействием на окружающую среду, а трудоемкие стадии очистки затрудняют масштабирование производства, при этом производственные затраты могут превышать 100 долларов США на килограмм материала.
Растительные белки — хорошая альтернатива животным белкам, к тому же изоляты соевого и горохового белка производят во всем мире в больших масштабах, и они могут быть получены по более низкой цене (3,5–4,6 доллара за килограмм). Однако большинство белков растительного происхождения плохо растворяются в воде, что создает проблемы в их самосборке в упорядоченные структуры.