Группа российских ученых из Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН совместно с коллегами из ведущих вузов страны и бразильским исследователем представила революционные результаты многолетнего исследования. Как уточнили в Минобрнауки РФ, работа посвящена решению одной из самых острых экологических проблем современности — загрязнению планеты полимерными отходами. Специалистам удалось экспериментально доказать, что введение натурального каучука в состав полиэтилена низкой плотности кардинально меняет процесс его биодеградации в почве, полностью исключая фрагментацию на микропластик.
Проблема долговечности полиэтилена многие годы остается в фокусе внимания полимерной химии. Этот материал может сохранять свои свойства десятилетиями даже после попадания на свалки, что приводит к экспоненциальному росту объемов мусора, непригодного для переработки. Существующие подходы к ускорению деградации часто имеют существенные недостатки, связанные с безопасностью или преждевременным разрушением материала. Российские исследователи предложили новое и экологически безопасное решение — использовать натуральный каучук в качестве инициатора деструкции.
Ключевым открытием стало то, что образцы с содержанием каучука более 20% начинают интенсивно терять массу, причем эта потеря значительно превышает долю самого каучука в материале. Например, образец с пятидесятипроцентным содержанием натурального каучука потерял за пять лет не менее 70% своей массы. Однако главный результат заключается даже не в скорости разложения, а в его механизме. Ученые установили, что потеря массы сопровождается снижением молекулярной массы полимерной матрицы без образования мелких пластиковых частиц.
Выявлен и объяснен эффект сохранения макроцелостности образцов при глубокой биодеструкции за счет формирования гифовой сетки микромицетов. Пятилетние испытания показали, что такой механизм разрушения предотвращает образование микропластика и обеспечивает переход к стадии полной биоминерализации полимерной матрицы. Полученный результат представляет интерес с экологической точки зрения.
Кандидат химических наук Полина Тюбаева отметила, что исследование выявило ряд интересных особенностей систем на основе полиэтилена и каучука, имеющих большое значение для развития представлений о создании композитов из материалов с низкой термодинамической совместимостью. Полученные результаты открывают широкие перспективы для проектирования новых видов экологически безопасных полимерных материалов.
