Biologiskt nedbrytbara "plastpåsar" gjorda av bananväxter låter lite...bananer, men ett par UNSW-forskare har hittat ett sätt att göra det, och det skulle kunna lösa två industriavfallsproblem i ett.

Två forskare vid UNSW Sydney har upptäckt ett nytt sätt att förvandla bananplantageavfall till förpackningsmaterial som inte bara är biologiskt nedbrytbart, men också återvinningsbart.

Docent Jayashree Arcot och professor Martina Stenzel letade efter sätt att omvandla jordbruksavfall till något som skulle kunna ge ett mervärde till branschen det kom ifrån samtidigt som de potentiellt kunde lösa problem för en annan.

En bra utmanare var bananodlingsindustrin som, enligt A/Prof Arcot, producerar stora mängder organiskt avfall, med endast 12 % av växten som används (frukten) medan resten kasseras efter skörd.

"Det som gör bananodlingsverksamheten särskilt slösaktig jämfört med andra fruktgrödor är det faktum att plantan dör efter varje skörd, " sa A/Prof Arcot, UNSW School of Chemical Engineering.

"Vi var särskilt intresserade av pseudostammen - i princip de skiktade, köttig stam av växten som skärs ner efter varje skörd och mestadels slängs på åkern. En del av det används för textilier, några som kompost, men förutom det, det är ett stort slöseri."

A/Prof Arcot och Prof Stenzel (UNSW School of Chemistry) undrade om pseudostammarna skulle vara värdefulla källor till cellulosa - en viktig strukturell komponent i växtcellväggar - som skulle kunna användas i förpackningar, pappersprodukter, textilier och till och med medicinska tillämpningar som sårläkning och läkemedelstillförsel.

Genom att använda en pålitlig försörjning av pseudostammaterial från bananplantor som odlas i Royal Botanic Garden Sydney, duon började arbeta med att utvinna cellulosa för att testa dess lämplighet som ett förpackningsalternativ.

"Pseudostammen är 90 procent vatten, så det fasta materialet slutar att minska ner till cirka 10 %, " sa A/Prof Arcot. "Vi tar med pseudostammen till labbet och skär den i bitar, torka den vid mycket låga temperaturer i en torkugn, och mal det sedan till ett mycket fint pulver."

Prof Stenzel fortsatte:

"Vi tar sedan det här pulvret och tvättar det med en mycket mjuk kemisk behandling. Detta isolerar vad vi kallar nano-cellulosa som är ett material av högt värde med en hel rad användningsområden. En av de applikationer som intresserade oss mycket var förpackningar, särskilt engångsförpackningar för livsmedel där så mycket hamnar på deponi."

Vid bearbetning, materialet har en konsistens som liknar bakpapper.

A/Prof Arcot sa beroende på den avsedda tjockleken, materialet kan användas i ett antal olika format i livsmedelsförpackningar." Det finns några alternativ vid det här laget, vi kunde göra en shoppingpåse, till exempel, " Hon sa.

"Eller beroende på hur vi häller materialet och hur tjockt vi gör det, vi kan göra brickorna som du ser för kött och frukt. Förutom förstås, istället för att vara skum, det är ett material som är helt giftfritt, biologiskt nedbrytbart och återvinningsbart."

A/Prof Arcot sa att hon och Prof Stenzel har bekräftat i tester att materialet bryts ned organiskt efter att ha lagt "filmer" av cellulosamaterialet i jord i sex månader. Resultaten visade att cellulosaarken var på god väg att sönderfalla i jordproverna.

"Materialet är också återvinningsbart. En av våra doktorander visade att vi kan återvinna detta tre gånger utan att egenskaperna förändras, " sa professor Arcot.

Tester med livsmedel har visat att det inte medför några föroreningsrisker.

"Vi testade materialet med matprover för att se om det läckte in i cellerna, " sa professor Stenzel. "Vi såg inget av det. Jag testade det också på däggdjursceller, cancerceller, T-celler och allt är inte giftigt för dem. Så om T-cellerna är glada - eftersom de vanligtvis är känsliga för allt som är giftigt - så är det väldigt godartat."

Andra användningsområden för jordbruksavfall som duon har tittat på är inom bomullsindustrin och risodlingsindustrin – de har utvunnit cellulosa från både avfallsbomull som samlats in från bomullsgins och risskal.

"I teorin kan du få nanocellulosa från varje växt, det är bara det att vissa växter är bättre än andra genom att de har högre cellulosahalt, " sa Prof Stenzel.

"Det som gör bananer så attraktiva förutom kvaliteten på cellulosainnehållet är det faktum att de är en ettårig växt, " tillade A/Prof Arcot.

Forskarna säger att för att bananpseudostammen ska vara ett realistiskt alternativ till plastpåsar och matförpackningar, det skulle vara vettigt för bananindustrin att börja bearbeta pseudostamerna till pulver som de sedan kunde sälja till förpackningsleverantörer.

"Om bananindustrin kan komma ombord, och de säger till sina bönder eller odlare att det finns mycket värde i att använda dessa pseudostammar för att göra till ett pulver som du sedan kan sälja, det är ett mycket bättre alternativ för dem såväl som för oss, " sa Prof Arcot.

Och i andra änden av försörjningskedjan, om förpackningstillverkare uppdaterade sina maskiner för att kunna tillverka nanocellulosafilmen till påsar och andra livsmedelsförpackningsmaterial, då har bananpseudostammar en verklig chans att göra livsmedelsförpackningar mycket mer hållbara.

"Vad vi verkligen vill ha i det här skedet är en branschpartner som kan undersöka hur detta skulle kunna utökas och hur billigt vi kan göra det, " sa Prof Stenzel.

A/Prof Arcot höll med. "Jag tror att förpackningsföretagen skulle vara mer villiga att prova det här materialet, om de visste att materialet var lätt tillgängligt."