Вчені створили безпечну альтернативу токсичним касовим чекам

Той вицвілий чек у вашому гаманці може становити більшу проблему, ніж ви думаєте. Протягом десятиліть індустрія термопаперу, ринок якої оцінюється приблизно у два мільярди доларів, покладалася на хімічний коктейль, що включає бісфенол А. Так, це той самий бісфенол А, про який турбуються батьки, коли йдеться про дитячі пляшечки та пластикові ємності для води. Ця речовина імітує естроген, втручаючись у роботу наших гормонів у спосіб, який ми лише починаємо розуміти.

Хоча регулятори в Європейському Союзі жорстко обмежили використання бісфенолу А, виробники можуть переключитися на так звані альтернативи, як-от бісфенол S. Це звучить інакше, але хімічно це той самий вовк в овечій шкурі, що демонструє токсикологічні властивості, дивовижно схожі на лиходія, якого він замінив.

Тепер, у новому дослідженні, науковці розробили безпечнішу та екологічнішу альтернативу термопаперу з бісфенолом А, використовуючи очищений лігнін з деревини та цукрові похідні. Результатом став чек, який друкується чітко, не порушуючи при цьому вашу гормональну систему.

Термопапір відрізняється від звичайного паперу, на якому ми друкуємо. Натомість він покритий хімічним шаром, що містить як барвник, так і проявник кольору. Коли термоголовка принтера нагріває папір, проявник плавиться і реагує з барвником, перетворюючи його на чорний.

Заміна бісфенолу, А та бісфенолу S вимагає молекули, яка є достатньо кислотною, щоб викликати цю зміну кольору, але водночас достатньо стабільною, щоб не почорніти, просто лежачи на полиці.

Саме тут з'являється лігнін. Лігнін це жорсткий полімер, який надає деревам міцності. Паперова промисловість зазвичай розглядає лігнін як низьковартісний побічний продукт, оскільки він занадто темний для друку. Якщо ви покриєте білий папір стандартним промисловим лігніном, ви отримаєте каламутний коричневий аркуш, на якому неможливо прочитати текст.

Дослідники під керівництвом Тома Неліса та Манон Роллан розробили метод під назвою послідовне фракціонування з допомогою альдегідів. Уявіть собі це як хімічну пральну машину. Видобуваючи лігнін короткими годинними циклами, а не тривалим тригодинним замочуванням, вони запобігли конденсації та потемнінню молекул.

Результатом став лігніновий аркуш, який насправді бежевий, а не коричневий, і на ньому можна друкувати.

Але це ще не все. Окрім барвника та проявника, термопапір також потребує сенсибілізатора. Сенсибілізатор діє як розчинник. Коли термоголовка принтера нагрівається, сенсибілізатор плавиться, допомагаючи барвнику та проявнику змішатися і прореагувати, щоб стати чорним.

Традиційні сенсибілізатори можуть бути стійкими забруднювачами довкілля. Вони не обов'язково шкідливі для вашого тіла, але шкідливі для навколишнього середовища. Тому дослідники знайшли екологічну заміну і для них. Вони виділили молекулу на основі цукру під назвою діформілксилоза.

Коли вони поєднали свій світлий лігніновий проявник з цим сенсибілізатором на основі цукру, вони створили повністю біологічне покриття. І воно спрацювало.

Команда успішно надрукувала логотипи та штрихкоди. Хоча контрастність була дещо нижчою, ніж у найякіснішого комерційного паперу, штрихкоди були повністю читабельними. Загалом папір досяг щільності кольору, порівнянної з промисловим стандартом паперів з бісфенолом А. Різниця полягала в тому, що вся ця річ була по суті нешкідливою для людського організму та довкілля.

Це важливо, оскільки нинішня реальність викликає занепокоєння. Один чек може містити до тридцяти п'яти міліграмів бісфенолу А, потужного ендокринного руйнівника, який науково пов'язаний з репродуктивними проблемами, раком та ожирінням. Більше того, дослідження показують, що цей бісфенол, А не просто лежить на папері, а всмоктується в організм через шкіру. Вплив може збільшитися у сто разів, якщо папір обробляється після використання таких продуктів, як дезінфікувальний засіб для рук.

Тим часом нові лігнінові полімери є величезними в порівнянні. Більшість молекул занадто великі, щоб легко проникнути через шкірний бар'єр. Крім того, під час тестування на людських рецепторах естрогену лігнінові проявники показали естрогенну активність у сто або тисячу разів нижчу, ніж бісфенол А.

Це, безсумнівно, здоровіше. Але справжнє питання, ймовірно, економічне. Наука сповнена чудодійних матеріалів, які ніколи не виходять з лабораторії, оскільки коштують цілий статок.

Але лігнін дешевий. Він широко доступний як відходи виробництва. Ранні економічні оцінки показують, що лігніновий побічний продукт з цього конкретного процесу можна продавати за ціною від шістдесяти центів до дев'яноста чотирьох центів за кілограм. Це навіть дешевше, ніж існуючі бісфенол, А та бісфенол S, які продаються приблизно за півтора або два долари за кілограм. Команда підрахувала, що маржа достатньо широка, щоб покрити додаткові витрати на обробку їхнього специфічного методу екстракції.

Це має значення, оскільки перехід від бісфенолу, А був болісно повільним та непослідовним у всьому світі. Звісно, навіть якщо це буде впроваджено у великих масштабах, що є великим припущенням, це займе час. Наступного разу, коли ви візьмете чек, ви все ще можете тримати дозу бісфенолів. Але завдяки цьому дослідженню дні токсичного термопаперу можуть бути порахованими.