Los investigadores desarrollan pajitas de papel 100% biodegradables que no se empapan

Aug 07, 2023

1 de febrero de 2023

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por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología

Las pajitas de papel disponibles actualmente no están hechas exclusivamente de papel. Las pajitas hechas 100 % con papel se empapan demasiado cuando entran en contacto con líquidos y no pueden funcionar como pajitas. Por consiguiente, es necesario recubrir sus superficies.

Los materiales de revestimiento más utilizados para las pajitas de papel son el polietileno (PE) o la resina acrílica, los mismos materiales que se utilizan para fabricar bolsas de plástico y adhesivos. Los vasos de papel también están recubiertos con los mismos materiales que las pajitas de papel. Una gran cantidad de estudios previos han informado que el recubrimiento de polietileno sobre vasos de papel desechados puede desintegrarse en pequeñas partículas sin descomponerse por completo y convertirse en microplásticos. Además, estos productos de papel están fabricados con papel y plástico (dos materiales muy diferentes) y por tanto es difícil reciclarlos.

Las pajitas de papel convencionales son incómodas de usar. Tras un contacto prolongado con un líquido, se vuelven empapados. Y cuando estas pajitas se utilizan para beber bebidas carbonatadas, se forman muchas burbujas debido a las propiedades de su superficie. Actualmente, hay disponibles en el mercado pajitas de ácido poliláctico (PLA) y pajitas de arroz como alternativas a las pajitas de papel. Sin embargo, las pajitas de PLA, también conocidas como pajitas de plástico de maíz, no se descomponen bien en el océano. Si bien las pajitas de arroz se descomponen bien en el medio ambiente, tienen desventajas, incluido el aumento de los precios debido a las dificultades en su producción en masa y a sus secciones transversales afiladas.

El equipo de investigación conjunto del Dr. Oh Dongyeop y el Dr. Kwak Hojung de KRICT y el profesor Park Jeyoung de la Universidad Sogang han desarrollado pajitas de papel ecológicas que son 100% biodegradables, funcionan mejor que las pajitas de papel convencionales y pueden producirse fácilmente en masa. . La investigación se publica en la revista Advanced Science.

Utilizando su tecnología, el equipo de investigación sintetizó un conocido plástico biodegradable, el succinato de polibutileno (PBS), añadiendo una pequeña cantidad de nanocristales de celulosa para crear un material de revestimiento. Los nanocristales de celulosa añadidos son del mismo material que el componente principal del papel, y esto permite que el plástico biodegradable se adhiera firmemente a la superficie del papel durante el proceso de recubrimiento.

Las pajitas de papel convencionales no incorporan un material que fije fuertemente el revestimiento plástico a la superficie de las pajitas. Por lo tanto, las superficies de las pajitas no están recubiertas uniformemente con plástico, lo que impide su uso. Las limitaciones más importantes que esto crea son que las pajitas se empapan cuando un líquido toca la parte no recubierta y se forman abundantes burbujas cuando se dejan pajitas de papel en bebidas carbonatadas. Esto se debe a que la parte no recubierta se combina fácilmente con el agua, mientras que la parte de plástico recubierta tiene la propiedad de repeler el agua, lo que hace que la bebida carbonatada entre en contacto con la superficie irregular de las pajitas de papel.

Estas limitaciones se superan con las nuevas pajitas de papel desarrolladas por nuestro equipo de investigación; no se empapan fácilmente ni provocan la formación de burbujas en bebidas carbonatadas porque el material de recubrimiento cubre uniforme y fuertemente la superficie de las pajitas. Además, el material de recubrimiento está hecho de papel y plástico biodegradable y, por lo tanto, se descompondrá y degradará por completo.

El equipo de investigación descubrió que estas pajitas de papel ecológicas mantienen su integridad física tanto en bebidas frías como calientes. El equipo también descubrió que las pajitas no se empapaban cuando se usaban para revolver diversas bebidas como agua, té, bebidas carbonatadas, leche y otras bebidas que contienen lípidos, o tras un contacto prolongado con líquidos. Se comparó el grado de empapado de las pajitas de papel nuevas y de las pajitas de papel convencionales. La pajita de papel convencional se dobló gravemente cuando se suspendió un peso de aproximadamente 25 g después de sumergir la pajita en agua fría a 5°C durante 1 minuto. Por el contrario, la nueva pajita de papel no se dobló tanto incluso cuando pesaba más de 50 g en las mismas condiciones.

Las pajitas recientemente desarrolladas se descomponen bien, incluso en el océano. En general, el papel o el plástico se descompone mucho más lentamente en el océano que en el suelo debido a la baja temperatura y la alta salinidad del océano, que impiden el crecimiento de microbios. El equipo de investigación realizó una prueba de descomposición en un ambiente marino sumergiendo las muestras de paja a una profundidad de 1,5 a 2 m en la costa cerca de Pohang, Corea del Sur.

Las pajitas de plástico normales y las pajitas de plástico de maíz no se descompusieron después de 120 días. Las pajitas de papel convencionales conservaron su forma y perdieron sólo el 5% de su peso total. Por el contrario, las pajitas desarrolladas por el equipo de investigación perdieron más del 50% de su peso después de 60 días y se descompusieron completamente después de 120 días.

"Esta tecnología no es más que un pequeño paso hacia la dirección que debemos tomar en esta era del plástico. Convertir una pajita de plástico que utilizamos a menudo en una pajita de papel no tendrá un impacto inmediato en nuestro medio ambiente, pero la diferencia será profunda con el tiempo. Si "Si cambiamos gradualmente del uso de prácticos productos de plástico desechables a diversos productos ecológicos, nuestro futuro entorno será mucho más seguro de lo que ahora nos preocupa", afirmó el investigador principal, el Dr. Oh Dongyeop.

Más información: Hojung Kwak et al, Pajitas de papel compuesto de nanocelulosa de poliéster, biodegradables, resistentes al agua y antiefervescentes, Advanced Science (2022). DOI: 10.1002/adv.202205554

Información de la revista:Ciencia avanzada

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