Magazyn DGP 17 kwietnia 2020

Magazyn DGP 17 kwietnia 2020

źródło: Dziennik Gazeta Prawna

Naukowcy od dawna poszukują zamienników dla tworzyw sztucznych niezbędnych do wytwarzania foliowych woreczków jednorazowych czy toreb. Wśród kandydatów znajdują się m.in. cukry złożone pochodzenia roślinnego, takie jak skrobia czy celuloza. Swoją budową przypominają materiały, które miałyby zastąpić (to bardzo długie łańcuchy powtarzających się elementów, a więc polimery), lecz w przeciwieństwie do nich po wyrzuceniu ulegają biodegradacji.

Niestety, zamienniki nie dorównują oryginałom właściwościami, przede wszystkim wytrzymałością mechaniczną. Innymi słowy: łatwo się drą. – Dlatego na razie nie zastąpią opakowań z tworzyw sztucznych, ale mogą konkurować z nimi w pewnych zastosowaniach, jak np. woreczki na psie odchody czy folie na kostki do zmywarek – tłumaczy dr inż. Ewelina Jamróz z Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, która od wielu lat prowadzi badania w tym zakresie. Podstawą dla wynalezionych przez nią folii jest furcelleran – egzotyczny cukier, który w naturze występuje w algach czerwonych.

Same skrobia czy celuloza nie wystarczą do produkcji opakowania, ponieważ są rozpuszczalne w wodzie – a nie chcielibyśmy folii, które rozpłyną się pod wpływem wilgoci. Dlatego do cukrów złożonych naukowcy dorzucają dodatki, które mają temu zapobiec (jak również poprawić inne parametry). Idealnie byłoby, gdyby te również były pochodzenia naturalnego. Doktor Jamróz furcelleran wzbogaciła o białko pochodzenia zwierzęcego: żelatynę. – Taką folię każdy byłby w stanie przygotować w domu. Obydwa składniki należy rozpuścić i zmieszać, a następnie wylać na formę, odparować i voila! – śmieje się badaczka. Dodaje jednak, że jej folie oferują coś, czego nie mają odpowiedniki z tworzyw sztucznych. – Plastiki nie potrafią walczyć z bakteriami, bo nie mają właściwości czynnych. A do moich folii można dodać działające antybakteryjnie nanoselen lub nanosrebro, które powstrzymują rozwój drobnoustrojów – tłumaczy dr Jamróz.

Badaczka sprawdzała tę właściwość swojego wynalazku na minikiwi – owocu mniejszym od zwykłego kiwi i pozbawionym włosów na skórce. Spotykanym u nas rzadko, ponieważ owoce te szybko zaczynają się psuć, a więc mogą nie wytrzymać nawet transportu, a co dopiero leżakowania na półce. Zapakowane w folię z tworzywa sztucznego (a konkretnie LDPE, czyli polietylenu o niskiej gęstości) minikiwi po sześciu dniach były porośnięte grzybem. W folii dr Jamróz natomiast nic się z nimi nie działo.

Na razie biznes patrzy na opakowania naturalne z obojętnością, chociażby z tego powodu, że do ich wytwarzania potrzebne byłyby nowe maszyny. Nie zmienia to jednak faktu, że biomateriały zdobyły już ważne przyczółki – chociażby kapsułki dla nasion – z których coraz śmielej atakują plastikową domenę. – Jeśli odpowiednio wcześnie zainwestujemy w możliwości produkcyjne takich folii, zapewni to nam olbrzymią przewagę konkurencyjną – mówi krakowska badaczka.

Opinia

Czas pandemii to sytuacja nadzwyczajna – choć najważniejszym zadaniem jest opanowanie rozprzestrzeniania się wirusa SARS-CoV-2 i wyleczenie zakażonych, to warto nie tracić z pola widzenia innych problemów. Sprostanie zaleceniom władz oraz specjalistów poskutkowało masowym użyciem środków mających zabezpieczać nasze życie i zdrowie – takich jak jednorazowe rękawiczki oraz maseczki ochronne, które wykonane są z materiałów niepoddających się łatwemu recyklingowi. Jeżeli do tego dodamy zanieczyszczenie środowiska tworzywami sztucznymi, opisywane zgłoszenie patentowe Eweliny Jamróz z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie staje się realną konkurencją dla syntetycznych materiałów, które stanowią zagrożenie dla naszej planety. Projekt ten stanowi również idealny przykład współpracy rzecznika patentowego z twórcą.

Zgłoszone do opatentowania rozwiązanie to biopolimerowa folia, której matrycę stanowi kompleks polisacharydu oraz białka, wypełniacze zaś to nanocząstki selenu oraz srebra. Zastrzegany produkt charakteryzuje się szybką biodegradowalnością, wysokim potencjałem przeciwdrobnoustrojowym i antyoksydacyjnym oraz niską toksycznością. Idea biopolimerowej folii polega na zastosowaniu łatwo dostępnych i tanich składników, które potrafią rozłożyć się całkowicie w glebie już w cztery tygodnie.

Opublikowane w maju 2019 r. rozwiązanie, poddane badaniu merytorycznemu, zostało wstępnie pozytywnie ocenione przez Urząd Patentowy RP. Pozwala to założyć, że niebawem udzielony zostanie patent.

Właściwości zgłoszonej folii, dostępne i tanie składniki zastrzeganego produktu, pozytywna wstępna ocena UP RP i wreszcie potencjał komercyjny, stanowiący odpowiedź na zapotrzebowanie tak wielu sektorów – w świetle zaostrzonych regulacji prawnych związanych z ochroną środowiska – czynią opisywane rozwiązanie naprawdę wyjątkowym.

Piotr Godlewski, Krajowy i Europejski Rzecznik Patentowy Kancelaria JWP Rzecznicy Patentowi

Eureka! DGP

Trwa siódma edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do końca maja w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na początku czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora