韩国科学技术研究院 (KAIST) 宣布，一个联合研究小组解决了平衡包装性能和可持续性的挑战。他们成功开发了一种可持续的、海洋生物可降解的高性能纸张涂层材料。
该团队由延世大学土木与环境工程系的Jaewook Myung教授、生命科学系的 Hanseul Yang教授和包装与物流系的Jongcheol Seo教授领导。
用可生物降解塑料涂覆纸张
塑料污染是全球面临的一个亟待解决的挑战。特别是包装，占塑料总消费量的30-50%。纸质包装虽然环保，但缺乏防潮和强度等关键功能。传统涂层材料加剧了塑料污染，促使人们需要可持续的替代品。
聚乙烯(PE)和乙烯醇(EVOH)通常被用作涂层材料。这是为了改善纸包装的低阻隔性。然而，这些物质在自然环境中处理时不会分解，会加剧微塑料污染。针对这一问题，人们开发出由生物基物质和可生物降解塑料制成的包装材料。但在大多数情况下，随着包装性能的提高，生物降解性会迅速降低。
研究小组利用硼酸交联聚乙烯醇 (PVA) 这种可生物降解塑料来涂覆纸张，从而提高了纸张的生物降解性、阻隔性和强度。与传统塑料相比，所得到的涂层纸表现出优异的性能。即使在潮湿的条件下，它也表现出优异的阻隔性和物理强度。
生物降解性和生物相容性检测
研究团队还对生物降解性和生物相容性进行了深入研究，以系统地评估新开发的涂层纸的可持续性。通过模拟海洋环境来评估生物降解性。海洋环境以其具有挑战性的生物降解性条件而闻名。
该团队采用了基于呼吸系统的生物反应器。它测量了碳矿化成二氧化碳的程度。经过111天的生物降解后，发现涂层纸的生物降解率达到59-82%，具体取决于涂层成分。通过扫描电子显微镜捕捉到了海洋细菌分解涂层材料的现象。
此外，通过人胚胎肾和小鼠胚胎成纤维细胞证实了体外生物相容性，并通过小鼠实验验证了涂层纸的高体内生物相容性。
提高包装性能的涂层策略
通过这项研究，联合研究小组提出了一种涂层策略。它可以提高包装性能，同时维护可持续性，以解决纸包装的缺点。硼酸交联聚乙烯醇涂布纸消除了人工堆肥条件或污水处理设施的需要。
这种新型涂布纸在自然环境中可生物降解，具有低毒性的特点。不小心丢弃时不会加剧环境污染。因此，它是塑料包装材料的可持续替代品。
主导涂布纸可持续性研究的韩国科学技术研究院教授Jaewook Myung教授表示：“海洋可生物降解高性能纸张涂层的开发，是结合各领域三个领先研究团队的创新技术的成果。我们将继续开发性能优异的可持续材料。 ”
主导高性能纸张涂层开发研究的延世大学教授Jongchul Seo表示：“通过这项研究，我们开发出了一种可持续的纸包装技术，可以替代不可降解的塑料包装，预计该研究成果将应用于工业领域。 ”
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