Новый биоразлагаемый пластик с яркими цветами без красителей

Эти головоломки танграм сделаны из нового типа съедобного целлюлозного пластика, цвет которого создаётся наноструктурами внутри материала, а не красителями. Автор: ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05346

Пластик является одним из основных источников загрязнения на Земле, сохраняясь годами на суше и в воде. Однако новый тип ярко окрашенного целлюлозного пластика, описанный в журнале ACS Nano, может изменить эту ситуацию. Добавив лимонную кислоту и порошок чернил кальмара в целлюлозный полимер, исследователи создали разноцветные пластики, сопоставимые по прочности с традиционными, но при этом полностью биоразлагаемые и легко перерабатываемые с помощью воды.

Большинство пластиков окрашиваются с помощью специальных красителей, что затрудняет их переработку. Со временем красители могут вымываться в окружающую среду, создавая угрозу для дикой природы. Решением может стать «структурная окраска» — явление, при котором цвет создаётся микроструктурами материала, отражающими определённые длины световых волн. Именно этот эффект придаёт перьям павлина и крыльям бабочек их яркие переливающиеся оттенки.

Гидроксипропилцеллюлоза (HPC), производное целлюлозы, часто используемое в пищевой и фармацевтической промышленности, также способна демонстрировать структурную окраску. В жидком виде она переливается радужными тонами, но до сих пор её было сложно превратить в твёрдый пластик. Исследователи Лей Хоу, Пейи У и их коллеги смогли модифицировать химический состав HPC, создав прочный и экологичный пластик с яркими структурными цветами.

Новый пластик можно формовать в трёхмерные фигуры (слева), экструдировать через 3D-принтер (в центре) или даже складывать в оригами (справа). Автор: ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05346

Учёные добавили в полимер HPC лимонную кислоту, порошок чернил кальмара и воду, что привело к образованию дополнительных водородных связей в полимере. После высыхания на воздухе материал становился прочным, а его окончательный цвет зависел от количества лимонной кислоты — таким образом удалось получить синий, зелёный, оранжевый и красный варианты. Интенсивность цвета регулировалась количеством чернильного порошка.

Исследователи также напечатали на 3D-принтере различные формы из этого материала, включая тонкие плёнки, фигурки и даже оригами-журавликов. Поскольку пластик растворяется в воде, его можно перерабатывать и формовать заново после повторного высыхания. При этом переработанный материал сохранял механические свойства, сопоставимые или превосходящие большинство коммерческих пластиков.

Эта работа открывает путь к созданию нового поколения устойчивых пластиков, не требующих красителей. Подробнее об исследовании можно узнать в статье: Xu Ma et al, Edible Structurally Colored Plastics, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05346