UU-onderzoekers ontwikkelden mogelijk duurzaam alternatief voor plastic

Plastic is slecht voor het milieu, maar toch wordt het veelvuldig gebruikt: het houdt etenswaren vers en als het doorzichtig is, kan men van de buitenkant goed zien wat er in de verpakking zit. Die voordelen heeft het papier dat natuurkundigen van de Universiteit Utrecht ontwikkelden ook. Alleen het alternatief is volledig biologisch afbreekbaar en gemaakt van sinaasappelschillen. 

Het nieuwe soort papier bestaat uit cellulosevezels van enkele nanometers dik. Het werd ontwikkeld door promovendus Douglas Hayden van het Debye Instituut voor Nanomaterialen van de Universiteit Utrecht (UU) en zijn collega Srivatssan Mohan. “Het is gemaakt van cellulose uit de binnenkant van sinaasappelschillen. Cellulose is de hoofdcomponent van papier en volledig biologisch afbreekbaar, maar ons ‘nanopapier’ is gemaakt uit vezels die duizend keer zo dun zijn als de vezels in normaal papier. Dat maakt het materiaal doorzichtig.”

UV en opschaling
Een van de eigenschappen die er voor zorgen dat plastic geschikt is als verpakkingsmateriaal van voedsel, is dat het UV-licht blokkeert. Hierdoor blijft de inhoud van de verpakking koel en vers. Het nanopapier van de natuurkundigen bezit UV-absorberende nanodeeltjes. “Die zijn gemakkelijk te maken van cellulose met behulp van ethanol, ofwel alcohol, en water”, geeft Hayden aan. Ook de rest van het productieproces is volgens hem ‘kinderlijk eenvoudig’. Hayden: “Wij hebben die nanodeeltjes toegevoegd aan het cellulosemengsel en door een filter gedruppeld. Daarna ging de substantie tien minuten in een oven van 50 graden Celsius en resulteerde in dit doorzichtige en UV-werende nanopapier. Het procedé is ook heel gemakkelijk op te schalen.”

Waterafstotend
Er is nog wel een aantal uitdagingen te beslechten om het papier commercieel bruikbaar te maken. Het materiaal zou bijvoorbeeld nog meer waterafstotend moeten zijn, zodat het geen water doorlaat en voedsel niet uitdroogt. Het is daar volgens Arnout Imhof, de begeleider van Hayden in de onderzoeksgroep Soft Condensed Matter, wel beter in dan gewoon papier, maar nog niet goed genoeg voor het vers houden van groente en fruit. Een ander ontwikkelpunt is de dikte van het papier. “Het papier is nu nog tien keer zo dun als het papier dat in de printer gaat, ofwel enkele micrometers. Daardoor is het niet sterk genoeg voor de supermarkt. Maar we weten dat het kan, sterk doorzichtig papier”, aldus Haydn.

Het onderzoek is onderdeel van het strategisch thema Pathways to Sustainability van de Universiteit Utrecht. Natuurkundigen van de Universiteit Utrecht ontwikkelden het volledig biologische materiaal samen met Unilever en de Universiteit van Amsterdam. Het is gepubliceerd in het tijdschrift ACS Applied Polymer Materials. Voor wie er echt alles over weten is het onderzoek hier te vinden.