De papperssugrör som finns tillgängliga för närvarande är inte helt gjorda av enbart papper. Strån gjorda av 100 % papper blir för blöta när de kommer i kontakt med vätskor och kan inte fungera som sugrör. Följaktligen bör deras ytor beläggas.
De vanligaste beläggningsmaterialen för sugrör av papper är polyeten (PE) eller akrylharts - samma material som används för att tillverka plastpåsar och lim. Pappersmuggar är också belagda med samma material som papperssugrör. Ett stort antal tidigare studier har rapporterat att polyetenbeläggning på kasserade pappersmuggar kan sönderfalla till små partiklar utan att helt sönderdelas och bli mikroplaster. Dessutom är dessa pappersprodukter tillverkade av papper och plast (två mycket olika material) och därför är det svårt att återvinna dem.
Konventionella pappersstrån är obekväma att använda. Vid långvarig kontakt med en vätska blir de blöta. Och när dessa sugrör används för att dricka kolsyrade drycker, bildas många bubblor på grund av deras ytegenskaper. För närvarande finns sugrör av polymjölksyra (PLA) och risstrån på marknaden som alternativ till pappersstrån. PLA-halmstrån - även känd som majsplaststrån - sönderdelas dock inte bra i havet. Medan risstrån sönderfaller bra i miljön har de nackdelar, bland annat högre priser på grund av svårigheter i deras massproduktion och deras skarpa tvärsnitt.
Det gemensamma forskarteamet av Dr. Oh Dongyeop och Dr. Kwak Hojung från KRICT och professor Park Jeyoung från Sogang University har utvecklat miljövänliga pappersstrån som är 100 % biologiskt nedbrytbara, presterar bättre än konventionella pappersstrån och lätt kan masstillverkas . Forskningen publiceras i tidskriftenAvancerad vetenskap.
Med hjälp av sin teknologi syntetiserade forskargruppen en välkänd biologiskt nedbrytbar plast, polybutylensuccinat (PBS), genom att tillsätta en liten mängd cellulosa nanokristaller för att skapa ett beläggningsmaterial. De tillsatta nanokristallerna av cellulosa är samma material som huvudkomponenten i papper, och detta gör att den biologiskt nedbrytbara plasten kan fästa ordentligt på pappersytan under beläggningsprocessen.
Konventionella pappersstrån innehåller inte ett material som starkt fäster plastbeläggningen på sugrörens yta. Därför är strånas ytor inte jämnt belagda med plast, vilket hindrar deras användning. De viktigaste begränsningarna som detta skapar är att sugrören blir blöta när en vätska vidrör den obelagda delen och det bildas stora bubblor när pappersstrån lämnas i kolsyrade drycker. Detta beror på att den obelagda delen lätt kombineras med vatten, medan den belagda plastdelen har egenskapen att stöta bort vatten, vilket gör att den kolsyrade drycken kommer i kontakt med pappersstrånas ojämna yta.
Dessa begränsningar övervinns av de nya pappersstrån som utvecklats av vårt forskarteam; de blir inte lätt blöta eller orsakar bubbelbildning i kolsyrade drycker eftersom beläggningsmaterialet likformigt och kraftigt täcker ytan på stråna. Beläggningsmaterialet är också gjort av papper och biologiskt nedbrytbar plast och kommer därför att sönderdelas och brytas ned fullständigt.
Forskargruppen fann att dessa miljövänliga pappersstrån bibehåller sin fysiska integritet i både kalla drycker och varma drycker. Teamet fann också att sugrören inte blev blöta när de användes för att röra om olika drycker som vatten, te, kolsyrade drycker, mjölk och andra drycker som innehåller lipider, eller vid långvarig kontakt med vätskor. Graden av fuktighet hos de nya pappersstråna och konventionella pappersstrån jämfördes. Det konventionella pappershalmen böjdes kraftigt när en vikt på cirka 25 g suspenderades efter att halmen doppats i kallt vatten vid 5 grader under 1 min. Däremot böjde sig det nya pappershalmen inte lika mycket även när vikten var mer än 50g under samma förhållanden.
De nyutvecklade stråna sönderfaller bra, även i havet. I allmänhet sönderfaller papper eller plast mycket långsammare i havet än i marken på grund av havets låga temperatur och höga salthalt, vilket hindrar tillväxten av mikrober. Forskargruppen utförde ett nedbrytningstest i en marin miljö genom att sänka ner halmproverna på ett djup av 1,5–2 m vid kusten nära Pohang, Sydkorea.
Vanliga plaststrån och majsplaststrån bröts inte ner efter 120 dagar. Konventionella pappersstrån behöll sin form och förlorade endast 5 % av sin totala vikt. Däremot tappade sugrören som utvecklats av forskargruppen mer än 50 % av sin vikt efter 60 dagar och sönderdelade helt efter 120 dagar.
"Den här tekniken är bara ett litet steg mot den riktning vi behöver ta i denna era av plast. Att förvandla ett plasthalm som vi ofta använder till ett pappersstrå kommer inte omedelbart att påverka vår miljö, men skillnaden kommer att bli stor över tiden. Om vi gradvis förändras från att använda bekväma engångsplastprodukter till olika miljövänliga produkter, kommer vår framtida miljö att vara mycket säkrare än vad vi nu oroar oss för", säger chefsforskaren Dr. Oh Dongyeop.