Lista wynalazków

Biodegradowalne materiały o właściwościach biobójczych i zwiększonej wytrzymałości, przeznaczone na opakowania lub produkty jednorazowego użytku

autorzy: dr hab. inż. Magdalena Stepczyńska, prof. uczelni; dr hab. Piotr Rytlewski, prof. uczelni; dr hab. inż. Krzysztof Moraczewski, prof. uczelni; dr Tomasz Karasiewicz; mgr Alona Pawłowska

Szczegółowy opis wynalazku: Celem prac badawczych jest opracowanie i wprowadzenie na rynek biokompozytu na bazie skrobi, wzmocnionego włóknami naturalnymi (np. lnianymi), wykazującego właściwości biobójcze oraz o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej. Hydrofilowy charakter włókien jest głównym problemem wszystkich włókien naturalnych, jeśli są stosowane jako wzmocnienie biopolimerów. Celem prac jest zmniejszenie hydrofilowości włókien naturalnych, poprawa przyczepności na granicy faz biopolimer/włókna poprzez modyfikację włókien naturalnymi związkami pochodzenia roślinnego (jako związków sieciujących, jednocześnie biobójczych). Proces wytworzenia takiego materiału polega w pierwszej kolejności na określeniu odpowiednich stężeń naturalnych związków biobójczych, a następnie zmodyfikowaniu włókien - pokryciu związkami. Proces wytworzenia docelowego produktu polega na przygotowaniu biopolimeru na bazie skrobi oraz gliceryny i jego zmieszaniu z zmodyfikowanymi już włóknami. Ostatnim etapem jest wytłaczanie lub wytrysk. Ze względu na największe zużycie materiałów polimerowych na produkty jednorazowego użytku w przemyśle opakowaniowym lub spożywczym, a co za tym idzie, zwiększenie odpadów opakowaniowych z polimerów pochodzenia petrochemicznego, opracowany biokompozyt docelowo będzie stosowany jako opakowanie. Jednakże nie wykluczone jest jego zastosowanie do innych celów (sztućce, talerze, kubki, wyroby dla rolnictwa, farmacji, ogrodnictwa itp.). Zalety: Połączenie odpowiednio zmodyfikowanych włókien z opracowanym biomateriałem na bazie skrobi i wytworzenie produktu łączącego cechy użytkowe – praktyczne (dla społeczeństwa) z dodatkowymi cechami, takimi jak ochrona przed drobnoustrojami i zwiększenie wytrzymałości, to w dzisiejszych czasach bardzo poszukiwane rozwiązania . Badania dotyczą wybranych aspektów (i) ochrony zdrowia ze względu na możliwość stosowania naturalnych środków biobójczych oraz (ii) ochrony środowiska ze względu na stworzenie warunków do wdrożenia biokompozytów jako materiału biodegradowalnego o zastosowaniu na dużą skalę. Realizacja prac wpłynie na pewne aspekty rozwoju cywilizacyjnego naszego kraju i przyczyni się do rozwoju nauki. Dzieje się tak dlatego, że prace te obejmują zagadnienia związane z nowoczesnymi biokompozytami, których znaczenie użytkowe gwałtownie wzrasta i które wykazują działanie biobójcze na mikroorganizmy oraz większą wytrzymałość mechaniczną. Kolejną korzyścią jest stosunkowo niski koszt, akceptowalne specyficzne właściwości czy ulepszony odzysk energii. Biokompozyty są trwałe, niezawodne, lekkie i mają lepsze niż tradycyjne materiały właściwości mechaniczne. Uzyskujemy zmniejszenie kosztów produkcji, a także czaso- i energochłonności (obniżenie temperatur wytwarzania o ok. 100°C, w porównaniu z kompozytami na bazie poliestrów). Bardzo ważna zaleta to właściwości biobójcze produktu. Ze względu na konieczność ciągłej i powtarzającej się sterylizacji różnego typu powierzchni (siedziska, w czasie pandemii w szczególności), tacek opakowań itp. wytwarzanych z materiałów biodegradowalnych rośnie zainteresowanie związkami naturalnego pochodzenia i o działaniu biobójczym. Obecnie do sterylizacji np. opakowań najczęściej stosowane są promienie gamma (technika wymagająca dużego nakładu finansowego oraz czasu) oraz metody dezynfekcji za pomocą środków chemicznych. Niestety często biokompozyty nie są odporne na działanie powyższych czynników, a stosowane związki chemiczne często zmieniają ich właściwości i trwałość. Ponadto pozostałości związków dezynfekcyjnych na powierzchniach mają istotny wpływ na zdrowie ludzi.