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慧正資訊：韓國科學技術研究院 (KAIST) 宣布，一個聯合研究小組解決了平衡包裝性能和可持續性的挑戰。他們成功開發了一種可持續的、海洋生物可降解的高性能紙張涂層材料。

該團隊由延世大學土木與環境工程系的Jaewook Myung教授、生命科學系的 Hanseul Yang教授和包裝與物流系的Jongcheol Seo教授領導。

用可生物降解塑料涂覆紙張

塑料污染是全球面臨的一個亟待解決的挑戰。特別是包裝，占塑料總消費量的30-50%。紙質包裝雖然環保，但缺乏防潮和強度等關鍵功能。傳統涂層材料加劇了塑料污染，促使人們需要可持續的替代品。

聚乙烯(PE)和乙烯醇(EVOH)通常被用作涂層材料。這是為了改善紙包裝的低阻隔性。然而，這些物質在自然環境中處理時不會分解，會加劇微塑料污染。針對這一問題，人們開發出由生物基物質和可生物降解塑料制成的包裝材料。但在大多數情況下，隨著包裝性能的提高，生物降解性會迅速降低。

研究小組利用硼酸交聯聚乙烯醇 (PVA) 這種可生物降解塑料來涂覆紙張，從而提高了紙張的生物降解性、阻隔性和強度。與傳統塑料相比，所得到的涂層紙表現出優異的性能。即使在潮濕的條件下，它也表現出優異的阻隔性和物理強度。

生物降解性和生物相容性檢測

研究團隊還對生物降解性和生物相容性進行了深入研究，以系統地評估新開發的涂層紙的可持續性。通過模擬海洋環境來評估生物降解性。海洋環境以其具有挑戰性的生物降解性條件而聞名。

該團隊采用了基于呼吸系統的生物反應器。它測量了碳礦化成二氧化碳的程度。經過111天的生物降解后，發現涂層紙的生物降解率達到59-82%，具體取決于涂層成分。通過掃描電子顯微鏡捕捉到了海洋細菌分解涂層材料的現象。

此外，通過人胚胎腎和小鼠胚胎成纖維細胞證實了體外生物相容性，并通過小鼠實驗驗證了涂層紙的高體內生物相容性。

提高包裝性能的涂層策略

通過這項研究，聯合研究小組提出了一種涂層策略。它可以提高包裝性能，同時維護可持續性，以解決紙包裝的缺點。硼酸交聯聚乙烯醇涂布紙消除了人工堆肥條件或污水處理設施的需要。

這種新型涂布紙在自然環境中可生物降解，具有低毒性的特點。不小心丟棄時不會加劇環境污染。因此，它是塑料包裝材料的可持續替代品。

主導涂布紙可持續性研究的韓國科學技術研究院教授Jaewook Myung教授表示：“海洋可生物降解高性能紙張涂層的開發，是結合各領域三個領先研究團隊的創新技術的成果。我們將繼續開發性能優異的可持續材料。 ”

主導高性能紙張涂層開發研究的延世大學教授Jongchul Seo表示：“通過這項研究，我們開發出了一種可持續的紙包裝技術，可以替代不可降解的塑料包裝，預計該研究成果將應用于工業領域。 ”

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