Les pailles en papier actuellement disponibles ne sont pas entièrement constituées de papier uniquement. Les pailles fabriquées à 100 % en papier deviennent trop détrempées lorsqu'elles entrent en contact avec des liquides et ne peuvent pas fonctionner comme des pailles. En conséquence, leurs surfaces doivent être enduites.
Les matériaux de revêtement les plus couramment utilisés pour les pailles en papier sont le polyéthylène (PE) ou la résine acrylique, les mêmes matériaux utilisés pour fabriquer des sacs en plastique et des adhésifs. Les gobelets en papier sont également recouverts des mêmes matériaux que les pailles en papier. Un grand nombre d’études antérieures ont montré que le revêtement en polyéthylène des gobelets en papier jetés peut se désintégrer en petites particules sans être complètement décomposés et devenir des microplastiques. De plus, ces produits en papier sont fabriqués à partir de papier et de plastique (deux matériaux très différents) et il est donc difficile de les recycler.
Les pailles en papier conventionnelles ne sont pas pratiques à utiliser. Lors d'un contact prolongé avec un liquide, ils deviennent détrempés. Et lorsque ces pailles sont utilisées pour boire des boissons gazeuses, de nombreuses bulles se forment en raison de leurs propriétés de surface. Actuellement, des pailles d'acide polylactique (PLA) et des pailles de riz sont disponibles sur le marché comme alternatives aux pailles en papier. Cependant, les pailles en PLA, également appelées pailles en plastique de maïs, ne se décomposent pas bien dans l'océan. Même si les pailles de riz se décomposent bien dans l'environnement, elles présentent des inconvénients, notamment des prix plus élevés en raison des difficultés liées à leur production en série et de leurs sections transversales pointues.
L'équipe de recherche conjointe du Dr Oh Dongyeop et du Dr Kwak Hojung du KRICT et du professeur Park Jeyoung de l'Université de Sogang a développé des pailles en papier respectueuses de l'environnement, 100 % biodégradables, plus performantes que les pailles en papier classiques et pouvant être facilement produites en série. . La recherche est publiée dans la revueScience avancée.
Grâce à leur technologie, l’équipe de recherche a synthétisé un plastique biodégradable bien connu, le succinate de polybutylène (PBS), en ajoutant une petite quantité de nanocristaux de cellulose pour créer un matériau de revêtement. Les nanocristaux de cellulose ajoutés sont le même matériau que le composant principal du papier, ce qui permet au plastique biodégradable de se fixer fermement à la surface du papier pendant le processus de revêtement.
Les pailles en papier classiques n'incorporent pas de matériau qui fixerait fortement le revêtement plastique à la surface des pailles. Par conséquent, les surfaces des pailles ne sont pas uniformément recouvertes de plastique, ce qui rend leur utilisation difficile. Les limitations les plus importantes que cela crée sont que les pailles deviennent détrempées lorsqu'un liquide touche la partie non recouverte et que des bulles se forment abondamment lorsque les pailles en papier sont laissées dans des boissons gazeuses. En effet, la partie non recouverte se combine facilement avec l'eau, tandis que la partie en plastique recouverte a la propriété de repousser l'eau, ce qui amène la boisson gazeuse à entrer en contact avec la surface inégale des pailles en papier.
Ces limitations sont surmontées par les nouvelles pailles en papier développées par notre équipe de recherche ; elles ne se détrempent pas facilement et ne provoquent pas la formation de bulles dans les boissons gazeuses, car le matériau de revêtement recouvre uniformément et fortement la surface des pailles. De plus, le matériau de revêtement est composé de papier et de plastique biodégradable et se décomposera donc complètement.
L’équipe de recherche a découvert que ces pailles en papier respectueuses de l’environnement conservent leur intégrité physique dans les boissons froides comme dans les boissons chaudes. L'équipe a également constaté que les pailles ne devenaient pas détrempées lorsqu'elles étaient utilisées pour mélanger diverses boissons telles que l'eau, le thé, les boissons gazeuses, le lait et d'autres boissons contenant des lipides, ou lors d'un contact prolongé avec des liquides. Le degré de détrempage des nouvelles pailles en papier et des pailles en papier conventionnelles a été comparé. La paille en papier conventionnelle a été fortement pliée lorsqu'un poids d'environ 25 g a été suspendu après que la paille a été plongée dans de l'eau froide à 5 degrés pendant 1 minute. En revanche, la nouvelle paille en papier ne se pliait pas autant, même lorsque son poids était supérieur à 50 g et dans les mêmes conditions.
Les pailles nouvellement développées se décomposent bien, même dans l'océan. En général, le papier ou le plastique se décomposent beaucoup plus lentement dans l'océan que dans le sol en raison de la basse température et de la salinité élevée de l'océan, qui entravent la croissance des microbes. L’équipe de recherche a effectué un test de décomposition en milieu marin en immergeant les échantillons de paille à une profondeur de 1,5 à 2 m sur la côte près de Pohang, en Corée du Sud.
Les pailles en plastique ordinaires et les pailles en plastique de maïs ne se sont pas décomposées après 120 jours. Les pailles en papier classiques ont conservé leur forme et n'ont perdu que 5 % de leur poids total. En revanche, les pailles développées par l’équipe de recherche ont perdu plus de 50 % de leur poids au bout de 60 jours et se sont complètement décomposées au bout de 120 jours.
"Cette technologie n'est qu'un petit pas vers la direction que nous devons prendre à l'ère du plastique. Transformer une paille en plastique que nous utilisons souvent en paille en papier n'aura pas d'impact immédiat sur notre environnement, mais la différence sera profonde avec le temps. Si nous En passant progressivement de l'utilisation de produits en plastique jetables pratiques à divers produits respectueux de l'environnement, notre environnement futur sera beaucoup plus sûr que ce dont nous nous préoccupons actuellement », a déclaré le chercheur en chef, le Dr Oh Dongyeop.