Экологически чистая альтернатива пластиковым микрогранулам

Биоразлагаемый полимер, разработанный инженерами-химиками Массачусетского технологического института, может найти применение в косметических продуктах и очищающих средствах, а также может помочь обогащать продукты питания витаминами.

Крошечные шарики, добавляемые в некоторые моющие средства и косметику, являются одним из источников долгоживущего микропластика, который угрожает окружающей среде. Но исследователи Массачусетского технологического института нашли способ решить проблему в ее источнике: заменить их полимерами, которые распадаются на безвредные сахара и аминокислоты. Частицы этого полимера также могут быть использованы для инкапсуляции питательных веществ, таких как витамин А, для обогащения продуктов питания, что может помочь некоторым из 2 миллиардов человек во всем мире, страдающих от дефицита питательных веществ.

Для разработки материала аспирантка Линьцзысюань (Рода) Чжан и ее коллеги обратились к поли-бета-аминоэфирам — классу полимеров, ранее разработанных в лаборатории профессора института Роберта Лангера, доктора наук 1974 года, которые показали себя перспективными для медицинского применения.

Изменяя состав строительных блоков этих материалов, исследователи могут оптимизировать такие свойства, как гидрофобность (способность отталкивать воду), механическая прочность и чувствительность к pH. Одним из свойств, на которое ориентировалась команда, имея в виду использование полимера для добавления питательных веществ в пищу, была способность растворяться при воздействии кислой среды, такой как желудок.

Исследователи показали, что они могут использовать частицы полимера для инкапсуляции витаминов A, D, E и C, а также цинка и железа. Многие из этих питательных веществ подвержены деградации под воздействием тепла и света, но команда обнаружила, что частицы могут защитить их от кипящей воды в течение двух часов. Они также показали, что даже после хранения в течение шести месяцев при высокой температуре и высокой влажности более половины инкапсулированных витаминов остались неповрежденными.

Чтобы продемонстрировать потенциал частиц для обогащения пищи, исследователи включили их в бульонные кубики — распространенный ингредиент в Африке, где дефицит питательных веществ — обычное дело, говорит Ана Якленец, главный исследователь Института интегративных исследований рака им. Коха и старший автор статьи, посвященной этой работе, совместно с Langer.

В этом исследовании ученые также проверили безопасность частиц, подвергнув их воздействию культивируемых клеток кишечника человека. В количествах, которые будут использоваться в пище, частицы не повреждают клетки.

Чтобы исследовать потенциал частиц для использования в очищающих средствах, исследователи смешали их с мыльной пеной. Они обнаружили, что эта смесь удаляет перманентный маркер и водостойкую подводку для глаз гораздо эффективнее, чем просто мыло. Мыло, смешанное с новыми микрочастицами, также было более эффективным, чем очищающее средство, включающее полиэтиленовые микрошарики, и частицы лучше справлялись с поглощением потенциально токсичных элементов, таких как тяжелые металлы.

Исследователи планируют провести небольшое испытание на людях в этом году и собирают данные, которые можно будет использовать для подачи заявки на классификацию GRAS (общепризнанный безопасный) от Управления по контролю за продуктами и лекарствами США. Они также планируют провести клиническое испытание продуктов, обогащенных частицами.

Они надеются, что их работа над полимером может помочь значительно сократить количество микропластика, выбрасываемого в окружающую среду из товаров для здоровья и красоты. «Один из способов смягчить проблему микропластика — выяснить, как очистить существующее загрязнение», — говорит Якленец. «Но не менее важно смотреть вперед и сосредоточиться на создании материалов, которые изначально не будут генерировать микропластик».

Источник: www.technologyreview.com