Vědci pomocí plazmové úpravy zlepšili odolnost celulózových obalů vůči vlhkosti

Vědecký tým zveřejnil novou studii, která se zabývá zlepšením vlastností obalových materiálů na rostlinné bázi, jež by mohly nahradit konvenční plasty používané v obalovém průmyslu. Jedním z hlavních problémů, který dosud bránil širšímu využití těchto materiálů, je jejich citlivost na vlhkost. Filmy vyrobené z celulózových nanovláken (CNF), považované za slibnou alternativu k ropným plastům, totiž snadno absorbují vodu, což narušuje jejich mechanickou pevnost a omezuje jejich praktické využití při skladování nebo přepravě potravin a dalšího zboží.

Výzkumníci se proto zaměřili na hledání způsobu, jak tuto slabinu odstranit, aniž by materiál ztratil svou biologickou rozložitelnost a šetrnost k životnímu prostředí. Řešení nalezli v použití pokročilé plazmové technologie, pomocí které na povrch CNF filmů nanesli vrstvené ochranné povlaky. Tato metoda umožňuje vytvořit tenké, ale účinné bariéry, které mění chemické a fyzikální vlastnosti povrchu materiálu, aniž by bylo nutné zasahovat do jeho vnitřní struktury.

Cílem úpravy je především snížit schopnost materiálu absorbovat vodu a výrazně zlepšit jeho odolnost proti vlhkosti, což jsou klíčové vlastnosti pro jakýkoli obalový materiál, který má konkurovat běžně používaným plastům. Podle autorů studie plazmová úprava umožňuje přesně kontrolovat tloušťku a složení jednotlivých vrstev povlaku, díky čemuž lze vlastnosti materiálu přizpůsobit konkrétnímu účelu použití.

Výsledky naznačují, že takto upravené CNF filmy si zachovávají výhody přírodních materiálů, tedy schopnost rozkladu a nízkou zátěž pro životní prostředí, zároveň však získávají odolnost, která se dosud spojovala výhradně s plasty na bázi ropy. Právě tato kombinace by mohla otevřít cestu k širšímu praktickému nasazení rostlinných obalů v odvětvích, kde se dosud plastům nedalo vyhnout kvůli jejich vodoodpudivým vlastnostem.

Podle vědců by výzkum mohl přispět ke snížení ekologické stopy plastů, které patří mezi hlavní zdroje znečištění životního prostředí a jejichž rozklad trvá stovky let. Náhrada byť jen části běžně používaných obalových plastů materiály na bázi celulózy by mohla znamenat citelné snížení množství odpadu, který končí na skládkách nebo v přírodě.

Celulózová nanovlákna se získávají zpracováním rostlinné biomasy a patří mezi obnovitelné suroviny, což je staví do výhodné pozice oproti plastům vyráběným z fosilních zdrojů. Dosavadní bariérou pro jejich komerční využití však byla právě nedostatečná odolnost proti vodě a vlhkosti, kterou se nyní výzkumníkům podařilo pomocí plazmové technologie výrazně zlepšit.

Autoři studie zdůrazňují, že další fází výzkumu bude ověření dlouhodobé stability upravených povlaků a testování materiálu v reálných podmínkách, jaké se vyskytují například při skladování potravin nebo v logistice. Teprve po těchto testech bude možné posoudit, zda je technologie připravena pro průmyslové využití ve větším měřítku.

Přestože se jedná o výzkum v relativně rané fázi, odborníci ho vnímají jako významný krok směrem k praktičtějším a udržitelnějším obalovým materiálům. Pokud se podaří technologii dále rozvinout a zlevnit její výrobu, mohla by se stát jednou z cest, jak omezit závislost obalového průmyslu na plastech a snížit množství odpadu, který dnes zatěžuje ekosystémy po celém světě.