Продукты можно сохранять холодными без холодильника, однако традиционные кубики льда рано или поздно растаяют. Ученые разработали желатиновый лед, который не оставляет следов от талой воды.
Лед при температуре комнаты всегда тает, образуя лужицу, независимо от его формы — колотый или в кубиках. Альтернативный вариант, называемый желейным льдом, не тает. Ученые Цзяхань Цзоу и Ган Сунь разработали одноэтапный процесс для создания многоразового компостируемого материала на основе желатина, который используется в жидких десертах.
Так как замороженный лед-желе не течет при оттаивании, он идеально подходит для доставки продуктов питания и транспортировки медикаментов. Исследовательская группа также изучает белковые структуры для разработки безопасной упаковки для продуктов питания и покрытий для культивируемых продуктов — тех, что производятся из стволовых клеток, аналогичных мясу и рыбе.Цзоу представила свои результаты на осеннем заседании Американского химического общества (ACS Fall 2025), которое проходит с 17 по 21 августа.
Проект по созданию материала начался с наблюдений за таянием льда в отделах с морепродуктами в супермаркетах. Талая вода может переносить патогены и загрязнять пространство. Исследователи решили разработать многоразовый материал, который выполнял бы функции обычного льда, но не создавал бы неэстетичные и потенциально опасные лужи.
Желатиновые белки характеризуются двумя особенностями, которые привлекли внимание исследователей: они безопасны для пищевых продуктов и их длинные нити связываются друг с другом, образуя гидрогели с мелкими порами, которые удерживают воду. Первые испытания гидрогелей, созданных из этого природного полимера, прошли удачно. Вода оставалась внутри пор, чередуя состояния жидкости и льда, не повреждая структуры и не вытекая из гидрогеля.
На протяжении экспериментов Цзоу оптимизировала формулу и методы производства материала на основе желатина. Теперь у нее есть практичный одноэтапный процесс создания желейного льда, в состав которого на 90% входит вода, который можно многократно мыть, обесцвечивать, замораживать и размораживать.При комнатной температуре охлаждающий материал колышется и хрустит. Но при охлаждении ниже нуля градусов по Цельсию он становится более твердым и плотным.
По сравнению с обычным льдом одинаковой формы и размера желейный лед демонстрирует до 80% охлаждающей эффективности, то есть может поглощать значительное количество тепла за счет фазового перехода. Однако его можно использовать многократно, сохраняя теплопоглощение на протяжении нескольких циклов замораживания и оттаивания, что является неоспоримым преимуществом.
Команда организовала производство желейного льда в плитках весом 1 фунт (0,45 кг), аналогичных тем, которые в настоящее время продаются в виде охлаждающих гелей с пластиковыми оболочками и льдогенераторами. Однако новый охлаждающий материал можно адаптировать под любую форму и дизайн.
В ходе серии исследований компостный гель способствовал улучшению роста томатов при добавлении в почву. Кроме того, так как охлаждающий материал не содержит синтетических полимеров, он не станет источником микропластика после утилизации.
Авторы подчеркивают, что желейный лед, изначально созданный для хранения продуктов, может оказаться перспективным для медицинских перевозок, биотехнологий и использования в регионах с ограниченным количеством доступной воды для замораживания.
С выходом на рынок желеобразного льда на основе желатина, Цзоу заинтересовалась и другими биополимерами. Она расширила свои исследования, изучая растительные белки, которые являются побочными продуктами сельского хозяйства, например, соевые белки. В настоящее время она сосредоточилась на разработке соевых белков для съемных покрытий столешниц и конструкций для выращивания культивируемого мяса. Более детальную информацию об этой работе она представила на конференции ACS осенью 2025 года.
В ходе своих исследований я осознала, насколько изобретательна природа в создании биополимеров и какие огромные возможности они открывают. Я верю, что из биополимеров будут создаваться удивительные продукты, ведь сами материалы учат нас, как с ними работать.
Фото: hi-tech.mail.ru