Ученые создали «желейный лед», который не тает и не оставляет луж

«Желейный лед» — это многоразовый и компостируемый охлаждающий материал, который не превращается в лужу, как обычный лед. Автор: UC Davis

Неважно, колотый он или кубиками — обычный лед рано или поздно тает, оставляя после себя воду. Однако альтернатива под названием «желейный лед» лишена этого недостатка. Исследователи Цзяхань Цзоу и Ган Сун разработали одноэтапный процесс создания этого многоразового и компостируемого материала на основе желатина — того же ингредиента, что используется в желе. Поскольку замороженный «желейный лед» не протекает при оттаивании, он идеально подходит для транспортировки продуктов и лекарств.

Команда также изучает белковые структуры для создания безопасных пищевых покрытий и каркасов для искусственного мяса.

Цзоу представила результаты на осенней конференции Американского химического общества (ACS Fall 2025), которая проходит с 17 по 21 августа.

Проект «желейного льда» начался с вопроса, который Люсинь Ван, специалист по пищевым наукам из Калифорнийского университета в Дэвисе, задала Цзоу и Суну. Ван заметила, как лед тает в витринах с морепродуктами в магазинах, и обеспокоилась тем, что талая вода может распространять патогены и загрязнять всю витрину. Она спросила, смогут ли исследователи создать многоразовый материал, который работает как обычный лед, но не оставляет после себя потенциально зараженную воду.

Вдохновением для нового материала послужила замороженная тофу. Сун, материаловед из UC Davis, который консультировал аспирантские исследования Цзоу, объясняет: «Замороженная тофу удерживает воду внутри, но при размораживании выпускает ее. Поэтому мы попытались решить эту проблему с помощью другого материала — желатина».

Желатиновые белки обладают двумя ключевыми свойствами: они безопасны для пищевых продуктов, а их длинные цепочки связываются, образуя гидрогели с микроскопическими порами, удерживающими воду. Первые тесты гидрогелей на основе этого натурального полимера оказались успешными.

Вода оставалась внутри пор при фазовых переходах из жидкости в лед и обратно, не повреждая структуру и не вытекая.

За годы работы Цзоу оптимизировала формулу и методы производства желатиновых гидрогелей. Теперь у нее есть практичный одноэтапный процесс создания «желейного льда», который на 90% состоит из воды, может многократно промываться водой или разбавленным отбеливателем, замораживаться и размораживаться.

При комнатной температуре охлаждающий материал мягкий и податливый. Но при охлаждении ниже точки замерзания воды (0°C) он становится тверже и устойчивее.

«По сравнению с обычным льдом того же размера и формы, „желейный лед“ обладает до 80% эффективности охлаждения — количества тепла, которое гель может поглотить при фазовом переходе», — говорит Цзоу, которая расскажет об этом подробнее на презентации новейшей версии материала на ACS Fall 2025. «И мы можем использовать материал повторно, сохраняя его теплоемкость после множества циклов заморозки-разморозки, что является преимуществом перед обычным льдом».

Команда может производить «желейный лед» в виде плит весом 0,45 кг, похожих на продающиеся сегодня охлаждающие пакеты с пластиковыми оболочками. Однако новый материал имеет преимущества перед охлаждающими пакетами или сухим льдом: он может быть адаптирован под любую форму и дизайн, а также является компостируемым.

В одном из экспериментов компостированный гель улучшил рост томатов при добавлении в почву. А поскольку материал не содержит синтетических полимеров, он не должен образовывать микропластик.

Цзоу и Сун отмечают, что «желейный лед», изначально разработанный для сохранения продуктов, также перспективен для медицинских перевозок, биотехнологий и использования в регионах с ограниченным доступом к воде для создания льда.

Сейчас уже выданы лицензии на технологию производства «желейного льда». Цзоу надеется, что это означает скорое появление материала на рынке в качестве экологичной альтернативы обычному льду. Хотя она признает, что перед коммерциализацией предстоит провести анализ рынка, доработать дизайн продукта и протестировать массовое производство.

Параллельно с выходом желатинового «желейного льда» на рынок Цзоу заинтересовалась другими натуральными биополимерами. Она расширила исследования на растительные белки, такие как соевый белок, чтобы создавать еще более устойчивые материалы. Сейчас она сосредоточена на разработке покрытий для столешниц и каркасов для искусственного мяса. Подробнее об этой работе она рассказала на ACS Fall 2025.

«В ходе исследований я осознала, насколько мощна природа в создании биополимеров и какие огромные возможности они предлагают», — говорит Цзоу. «Я уверена, что появятся удивительные продукты на основе биополимеров, ведь сами материалы учат нас, как с ними работать».

Больше информации: Sustainable bio-derived polymeric materials improving food security, food safety, and circular bioeconomy. acs.digitellinc.com/p/s/sustai … ar-bioeconomy-638165

Источник: American Chemical Society