Paiele de hârtie care sunt disponibile în prezent nu sunt realizate numai din hârtie. Paiele realizate cu hârtie 100% devin prea umede atunci când intră în contact cu lichide și nu pot funcționa ca paie. În consecință, suprafețele lor trebuie acoperite.
Cele mai utilizate materiale de acoperire pentru paiele de hârtie sunt polietilena (PE) sau rășina acrilică - aceleași materiale folosite pentru fabricarea pungilor de plastic și a adezivilor. Paharele de hârtie sunt, de asemenea, acoperite cu aceleași materiale ca și paiele de hârtie. Un număr mare de studii anterioare au raportat că stratul de polietilenă de pe pahare de hârtie aruncate se poate dezintegra în particule mici fără a se descompune complet și deveni microplastice. Mai mult, aceste produse din hârtie sunt realizate din hârtie și materiale plastice (două materiale foarte diferite) și astfel este dificil să le reciclezi.
Paiele de hârtie convenționale sunt incomod de utilizat. La contactul prelungit cu un lichid, acestea devin umede. Și atunci când aceste paie sunt folosite pentru a bea băuturi carbogazoase, se formează multe bule datorită proprietăților lor de suprafață. În prezent, paiele de acid polilactic (PLA) și paiele de orez sunt disponibile pe piață ca alternative la paiele de hârtie. Cu toate acestea, paiele PLA - cunoscute și sub denumirea de paie de plastic de porumb - nu se descompun bine în ocean. În timp ce paiele de orez se descompun bine în mediu, ele au dezavantaje, inclusiv prețuri mai mari din cauza dificultăților în producția lor în masă și a secțiunilor lor transversale ascuțite.
Echipa comună de cercetare a Dr. Oh Dongyeop și Dr. Kwak Hojung de la KRICT și profesorul Park Jeyoung de la Universitatea Sogang au dezvoltat paie de hârtie ecologice care sunt 100% biodegradabile, au performanțe mai bune decât paiele de hârtie convenționale și pot fi produse cu ușurință în masă. . Cercetarea este publicată în jurnalȘtiință Avansată.
Folosind tehnologia lor, echipa de cercetare a sintetizat un plastic biodegradabil binecunoscut, succinatul de polibutilenă (PBS), prin adăugarea unei cantități mici de nanocristale de celuloză pentru a crea un material de acoperire. Nanocristalele de celuloză adăugate sunt același material ca componenta principală a hârtiei, iar acest lucru permite plasticului biodegradabil să se atașeze ferm de suprafața hârtiei în timpul procesului de acoperire.
Paiele de hârtie convenționale nu încorporează un material care va atașa puternic stratul de plastic de suprafața paielor. Prin urmare, suprafețele paielor nu sunt acoperite uniform cu plastic, împiedicând utilizarea acestora. Cele mai semnificative limitări pe care le creează acest lucru sunt că paiele devin ude atunci când un lichid atinge partea neacoperită și se formează bule de bule atunci când paiele de hârtie sunt lăsate în băuturile carbogazoase. Acest lucru se datorează faptului că partea neacoperită se combină cu ușurință cu apa, în timp ce partea din plastic acoperită are proprietatea de a respinge apa, determinând băutura carbogazoasă să intre în contact cu suprafața neuniformă a paielor de hârtie.
Aceste limitări sunt depășite de noile paie de hârtie dezvoltate de echipa noastră de cercetare; ele nu se înmoaie ușor și nu provoacă formarea de bule în băuturile carbogazoase deoarece materialul de acoperire acoperă uniform și puternic suprafața paielor. De asemenea, materialul de acoperire este realizat din hârtie și plastic biodegradabil și, prin urmare, se va descompune și se va degrada complet.
Echipa de cercetare a descoperit că aceste paie de hârtie ecologice își mențin integritatea fizică atât în băuturile reci, cât și în băuturile calde. Echipa a mai descoperit că paiele nu s-au îmbibat atunci când sunt folosite pentru a amesteca diferite băuturi, cum ar fi apă, ceai, băuturi carbogazoase, lapte și alte băuturi care conțin lipide sau la contactul prelungit cu lichide. A fost comparat gradul de umiditate al paielor de hârtie noi și al paielor de hârtie convenționale. Paiele de hârtie convenționale s-au îndoit sever când o greutate de aproximativ 25 g a fost suspendată după ce paiele au fost scufundate în apă rece la 5 grade timp de 1 min. În schimb, noul pai de hârtie nu s-a îndoit la fel de mult chiar și atunci când greutatea a fost mai mare de 50 g în aceleași condiții.
Paiele nou dezvoltate se descompun bine, chiar și în ocean. În general, hârtia sau plasticul se descompune mult mai lent în ocean decât în sol din cauza temperaturii scăzute a oceanului și a salinității ridicate, care împiedică creșterea microbilor. Echipa de cercetare a efectuat un test de descompunere într-un mediu marin prin scufundarea mostrelor de paie la o adâncime de 1,5–2 m pe coasta de lângă Pohang, Coreea de Sud.
Paiele obișnuite din plastic și paiele din plastic de porumb nu s-au descompus după 120 de zile. Paiele de hârtie convenționale și-au păstrat forma și au pierdut doar 5% din greutatea lor totală. În schimb, paiele dezvoltate de echipa de cercetare au pierdut peste 50% din greutate după 60 de zile și s-au descompus complet după 120 de zile.
„Această tehnologie este doar un mic pas către direcția pe care trebuie să o luăm în această eră a plasticului. Transformarea unui pai de plastic pe care îl folosim adesea într-un pai de hârtie nu va afecta imediat mediul nostru, dar diferența va fi profundă în timp. Dacă am treptat trece de la utilizarea unor produse convenabile din plastic de unică folosință la diverse produse ecologice, mediul nostru viitor va fi mult mai sigur decât ceea ce ne facem acum griji”, a spus cercetătorul șef, dr. Oh Dongyeop.