Hydrofobní nanocelulóza by mohla v obalech nahradit ropné produkty

Peptidy přidávané k nanovláknům celulózy průkazně zlepšují mechanické vlastnosti výsledného materiálu využitelného v obalovém průmyslu.

Nanovlákna celulózy (CNF — cellulose nanofibers) jsou přírodní vlákna odvozená od celulózy s dobrými mechanickými vlastnostmi. Představují obnovitelnou surovinu a současně jsou biologicky rozložitelná. Pierangelo Metrangolo ze SBNLab (Laboratory of Supramolecular and Bio-Nanomaterials) italské Polytechniky v Miláně a jeho spolupracovníci zjistili, že je možné ještě dále vylepšit vlastnosti celulózních nanovláken přidáním peptidů, aniž by bylo nutné nanovlákna klasickým způsobem chemicky modifikovat.
Ukázalo se, že přidání byť jen minimálního množství peptidů (méně než 0,1 %) k nanovláknům celulózy průkazně zlepšuje mechanické vlastnosti výsledného materiálu. Vědci využili soubor tří krátkých peptidů DFNKF, DF(I)NKF a DF(F5)NKF. Peptidy se vážou na nanovlákna celulózy, zpevňují je a poskytují jim větší odolnost vůči vodě. Badatelé také ověřili, že přidání atomů fluoru do zmíněných peptidů zajistí, že je možné vytvořit strukturovaný hydrofobní biofilm. Díky tomu je výsledný materiál ještě více voděodolný a současně si uchovává svou biologickou kompatibilitu.
Jak říká Metrangolo, jejich výzkum otevírá cestu pro nové postupy výroby biomateriálů, které mohou svými vlastnostmi konkurovat materiálům z ropných produktů. Mají srovnatelnou kvalitu, a přitom podstatně méně zatěžují životní prostředí. Hybridní udržitelné materiály, jako je materiál z nanovláken celulózy vylepšený peptidy, jsou velmi vhodné pro využití v obalovém průmyslu nebo třeba pro biomedicínská zařízení, kde se uplatní díky své biologické kompatibilitě.

^{Schematické znázornění hybridní sítě založené na CNF a DFNKF, zdůrazňující zbytky využívané pro funkcionalizaci a interakci s CNF. Halogenované deriváty DF(I)NKF a DF(F5)NKF byly získány substitucí Phe ve druhé poloze odpovídajícími halogenovanými aminokyselinam © Politecnico di Milano}

^{SEM snímky lyofilizovaných čistých hydrogelů CNF (a) a CNF-I obsahujících 0,05 % hmotn. peptidu (b) © Politecnico di MilanoPostup výroby hybridních filmů vakuovou filtrací hydrogelů CNF-peptidů © Politecnico di Milano}