Химики создали полностью перерабатываемый пластик из водорослей

(Слева направо) Доцент Джош Ворч наблюдает, как аспирант Мэн Цзян и бывшая студентка Эмили Бёрд подготавливают шаровую мельницу. Автор: Спенсер Коппейдж для Virginia Tech.

Команда химиков разработала новый метод создания пластика из цельных клеток водорослей и обычных химических компонентов. Эти биогибридные пластики обладают высокой прочностью, адаптивностью и полностью подлежат переработке.

Первые пластиковые материалы создавались из натуральных веществ, но вскоре их заменили нефтепродукты. Хотя такие пластики были дешёвыми и долговечными, их низкая перерабатываемость привела к экологическому кризису. Это заставило учёных искать альтернативы, включая биопластики.

Доцент Джош Ворч и его команда предложили новый подход, сочетающий необработанную биомассу (в данном случае водоросли) с химическими компонентами в шаровой мельнице. Результатом стали прочные биогибридные пластики.

Ключевым элементом технологии стал метод механохимического синтеза, описанный в исследовании, опубликованном в журнале Angewandte Chemie.

Эмили Бёрд (слева) и Мэн Цзян изучают водоросли, собранные в Duck Pond. Автор: Спенсер Коппейдж для Virginia Tech.

Образец нового полностью перерабатываемого биогибридного пластика. Автор: Спенсер Коппейдж для Virginia Tech.

Использование шаровой мельницы сократило процесс синтеза с двух дней до полутора часов, позволив биомассе интегрироваться с синтетическими компонентами. Этот метод также масштабируем, так как подобное оборудование широко применяется в промышленности.

«Это чрезвычайно простой процесс, что делает его очень эффективным способом создания пластика», — отметила Эмили Бёрд, студентка, участвовавшая в исследовании вместе с аспирантом Мэн Цзян.

Обычно шаровые мельницы используются для измельчения материалов, но исследователи из Virginia Tech впервые применили их для создания экологичных пластиков.

Команда выбрала водоросль спирулину из-за её доступности и низкой стоимости. Также изучались другие виды биомассы, включая сельскохозяйственные отходы.

«Это один из самых захватывающих аспектов нашего подхода — мы считаем, что метод применим к самым разным материалам», — подчеркнул Ворч.

Полная переработка

Новый пластик не только прочен, но и легко перерабатывается: его можно переплавлять или полностью разлагать на исходные компоненты — водоросли и химические вещества.

«Эти свойства делают материал универсальным и предотвращают его попадание в отходы», — пояснил Цзян.

Подробнее: Meng Jiang et al, Mechanochemical Synthesis of Recyclable Biohybrid Polymer Networks Using Whole Biomass, Angewandte Chemie International Edition (2025). DOI: 10.1002/anie.202510449

Источник: Virginia Tech