Учёные создали биоразлагаемый аналог пенопласта из древесных опилок и пчелиного воска

Исследователи из США разработали новый тип биоразлагаемого пеноматериала на основе древесных опилок, целлюлозных связующих и пчелиного воска. По результатам испытаний материал по ряду характеристик сопоставим с традиционным пенополистиролом, который широко используется в упаковке и строительстве.

Результаты работы опубликованы в научном журнале ACS Applied Polymer Materials.

Пенополистирол остаётся одним из наиболее распространённых упаковочных материалов в мире, однако производится из ископаемого сырья и плохо разлагается в окружающей среде. В поисках более экологичной альтернативы учёные решили использовать древесные опилки — побочный продукт лесопильного производства, который зачастую остаётся невостребованным.

Для создания нового материала исследователи смешивали древесные опилки с различными видами целлюлозных связующих и компонентами для формирования прочной пространственной структуры. Полученные смеси заливали в формы, замораживали, подвергали лиофильной сушке и дополнительной термообработке.

В зависимости от состава свойства материала заметно различались. Одни образцы оказались более жёсткими, чем традиционный пенополистирол, другие — более гибкими. При этом существенной разницы между пеноматериалами, изготовленными из переработанной древесной пыли и обычных древесных опилок, обнаружено не было.

Для повышения влагостойкости часть образцов дополнительно покрывали пчелиным воском. Такое покрытие значительно улучшило устойчивость материала к воздействию влаги и высокой влажности воздуха, не ухудшая его механические характеристики.

Особый интерес вызвали результаты испытаний на ударную прочность. В ходе тестов новый материал показал способность эффективнее рассеивать энергию удара по сравнению с пенополистиролом аналогичной толщины. После воздействия груза образцы на основе древесных опилок демонстрировали на 21% меньшую отдачу, что может свидетельствовать о хороших амортизирующих свойствах.

По словам руководителя группы разработчиков Тодда Эмрика, первоначально проект был ориентирован на создание экологичной упаковки для транспортировки товаров. Однако полученные результаты позволяют рассматривать гораздо более широкий спектр применения.

Ученые считают, что материал может использоваться не только в упаковочной отрасли, но и в строительстве, а также при производстве защитной упаковки для бытовой электроники и других изделий, требующих сочетания малого веса и высокой прочности.

Авторы подчёркивают, что одним из ключевых преимуществ разработки является использование отходов деревообработки в качестве основного сырья. Такой подход соответствует принципам циркулярной экономики, предполагающим повторное вовлечение отходов в хозяйственный оборот и снижение потребления первичных ресурсов.

В случае успешной коммерциализации технология может стать одним из перспективных направлений замещения традиционных пластиковых упаковочных материалов более экологичными альтернативами.