Một nghiên cứu mới đây trên tạp chí Materials Chemistry B đã cho thấy bước đột phá trong việc tạo ra một loại giấy có khả năng chống nước, mang đến giải pháp phân hủy sinh học thay thế cho các vật liệu gốc dầu mỏ, tiềm năng sẽ được ứng dụng trong việc đóng gói và các thiết bị y sinh.

Tận dụng khả năng dẻo dai và chống nước của sợi nano cellulose, các nhà nghiên cứu hy vọng có thể tạo ra được một loại vật liệu bền vững bằng cách tích hợp các chuỗi protein ngắn, được gọi là chuỗi peptide, mà không làm thay đổi cấu trúc hóa học các sợi nano cellulose. Đây được xem là giải pháp vật liệu thay thế tiềm năng với lợi ích môi trường đáng kể.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại giấy bền vững có thể sánh ngang với các sản phẩm từ dầu mỏ về độ bền và khả năng chống nước

Sợi nano cellulose (CNFs) là những sợi tự nhiên có nguồn gốc từ cellulose - một nguồn tài nguyên tái tạo và có khả năng phân hủy sinh học - và được biết đến với độ bền dẻo dai và linh hoạt. Bằng việc thêm vào đó các protein nhỏ được gọi là peptide, các nhà nghiên cứu từ SupraBioNanoLab đã cho thấy việc cải thiện đáng kể đặc tính của sợi nano cellulose.

"Phương pháp tiếp cận siêu phân tử của chúng tôi bao gồm việc thêm các chuỗi peptide nhỏ, liên kết với các sợi nano và do đó cải thiện hiệu suất cơ học và khả năng chống nước của chúng”, bà Elisa Marelli, đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích.

"Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng ngay cả một lượng nhỏ peptide (dưới 0,1%) cũng có thể làm tăng đáng kể các đặc tính cơ học của vật liệu hybrid được sản xuất, giúp chúng có khả năng chịu ứng suất lớn hơn”.

Thêm vào đó, các nhà nghiên cứu cũng bổ sung thêm các nguyên tử flo vào các chuỗi peptide giúp vật liệu này có khả năng tạo ra thêm một cấu trúc màng trên vật liệu, làm tăng khả năng chống nước trong khi vẫn duy trì đặc tính tương thích sinh học và bền vững của nó.

Theo Pierangelo Metrangolo, đồng tác giả của nghiên cứu, “Bước tiến này mở ra những cơ hội mới trong việc tạo ra các vật liệu sinh học có thể cạnh tranh với các vật liệu gốc dầu về hiệu suất, với chất lượng và hiệu quả tương đương mà lại giảm tác động đến môi trường. Những loại vật liệu hybrid này rất phù hợp làm vật liệu bền vững trong lĩnh vực đóng gói – khi tính chống ẩm vô cùng quan trọng, và ứng dụng cho các thiết bị y sinh nhờ khả năng tương thích sinh học của chúng”.