Новое исследование предлагает заменить пластиковый слой бумажным, чтобы создать более экологичную упаковку. В ходе работы ученые использовали лабораторные тесты и компьютерные симуляции для создания ламинатов из бумаги и алюминия, не уступающих по прочности традиционным полиэтиленовым упаковкам.
Традиционные защитные упаковочные материалы из полиэтилена и алюминиевой фольги сочетают прочность пластика с влаго- и светозащитными свойствами алюминия. Однако все больше потребителей требуют экологичных альтернатив, которые не будут загрязнять природу пластиком. Чтобы разработать аналог, не уступающий по функциональности, Хамед Зарей и его коллеги создали различные варианты бумажно-алюминиевых ламинатов и сравнили их прочностные характеристики с привычными нам упаковками из слоев полиэтилена и алюминия.
Для исследования команда Зарея изготовила два варианта бумажно-алюминиевых ламинатов:
-
Ламинат MD, где алюминий соединен с бумагой с направленными вдоль волоконными слоями (по направлению загрузки).
-
Ламинат CD, где алюминий соединен с бумагой с перпендикулярными слоями (против направления загрузки).
Затем они сравнили прочность обоих видов ламинатов с традиционными полиэтилен-алюминиевыми материалами, подвергая их растяжению на лабораторных машинах. Также исследователи создали цифровую модель, которая воспроизводила механические тесты, предсказывая, как материал поведет себя при различных нагрузках.
Результаты показали, что обычные полиэтиленово-алюминиевые упаковки отличаются большей прочностью: они выдерживают механические нагрузки лучше, чем оба аналога из алюминия и бумаги. Из двух новых материалов ламинат MD оказался более прочным, но трескался по ходу бумажных волокон быстрее, чем ламинат CD. Проведенные симуляции показали, что если сделать бумажно-алюминиевый ламинат, соединив в нем и MD, и CD слои, получится упаковка с прочностными свойствами, максимально близкими к характеристикам традиционной упаковки из полиэтилена и алюминия.
Пока что команда Зарея не создала комбинированный MD/CD ламинат в лаборатории, но полученные учеными данные являются ценной информацией для дальнейшей разработки экологичных материалов, которые смогут заменить пластиковые упаковки.
Ранее специалисты объяснили, чем на самом деле опасен нанопластик.