Ученые нашли способ запечатывать бумагу с помощью лазера, без применения клея

В поисках экологически чистой упаковки бумага давно стала очевидной альтернативой другим материалам — она безопасна, нетоксична и легко поддается переработке. Но есть один момент: бумажные пакеты и коробки все еще не могут обходиться без пластика, и поэтому их нельзя считать полностью экологичными.На данный момент даже упаковка, полностью состоящая из бумаги, и одноразовая посуда все равно склеиваются полимерной пленкой или клеем, что уменьшает возможность их переработки.Источник: Freepik.com

Причина проста: бумага пористая — она пропускает воздух и жидкости, поэтому для достижения надежных, герметичных швов необходимо применять полимерные пленки или клеи. Молочные пакеты, стаканчики для кофе, упаковки для чипсов — они могут выглядеть на 100% как бумага, но внутри все равно будет находиться слой полиэтилена. Именно он делает переработку такой упаковки затруднительной, а иногда и совершенно невозможной.

Немецкие исследователи из четырех институтов, входящих в исследовательскую организацию Фраунгофера, нашли способ полностью исключить пластик из бумажной упаковки. В рамках проекта PAPURE они разработали лазерную технологию, которая позволяет склеивать бумагу без применения клея или синтетических материалов — используя только те вещества, которые уже содержатся в самой бумаге.

Процесс начинается с анализа бумаги. Исследователи определяют содержание биоцеллюлозных компонентов — лигнина, гемицеллюлозы и целлюлозы, — а также неорганических примесей. «Избыточная доля неорганических соединений, таких как тальк и карбонат кальция, негативно влияет на способность бумаги к свариванию, а, следовательно, и снижает прочность швов. Кроме того, мы заметили, что более толстая бумага лучше подходит для склеивания предложенным нами способом», — поясняет соавтор работы Роберт Протц.

Далее поверхность бумаги облучают CO-лазером. Быстрый нагрев преобразует лигнин, гемицеллюлозу и целлюлозу в короткоцепочечные соединения — своего рода «самодельный клей», который остается на поверхности. При последующем нагреве и сжатии этот «клей» надежно запечатывает шов. «Мы создаем из собственных компонентов бумаги плавкое, сахароподобное вещество, которое используем вместо синтетических материалов или клеев», — говорит один из разработчиков новой методики Фолькер Франке.