В этом году россияне стали покупать белковые продукты в два раза чаще, чем в прошлом, а мировой рынок отрасли, по прогнозам, к 2028-ому увеличится ещё на 50 млрд долларов. Чтобы продукты вроде йогуртов, батончиков или заменителей мяса содержали высокий процент протеина, производители получают его различные виды с помощью многоступенчатой фильтрации. В этом процессе мембраны — ключевой инструмент. Учёные СПбГУ разработали инновационную биоразлагаемую плёнку.
До сих пор чаще всего подобные конструкции делали из синтетических полимеров, но они дорогие, а также сложны в утилизации. Новые мембраны производятся из нитрата и ацетата целлюлозы, то есть материалов природного происхождения, которые разлагаются безопасно. По оценкам химиков, их использование может снизить себестоимость производства примерно на 30%, при этом характеристики впечатляющие. Они выдерживают поток почти 300 л/ч на м², задерживают свыше 90% органического вещества, более устойчивы к загрязнениям, чем аналоги, а служат дольше.
Интересно, что для создания оптимальной формулы специалисты применяли методы машинного обучения. Алгоритмы помогли подобрать состав растворителя и пропорции компонентов так, чтобы добиться максимальной производительности. Полученный материал оказался даже эффективнее некоторых существующих.
Инновация может пригодиться не только в производстве продуктов питания. В фармакологии мембраны помогут разделять белки и сахара, а ведь это необходимо для получения иммуноглобулинов и ферментов. Также в сфере водоочистки используют тонкоплёночные фильтры, способные задерживать красители и ионы тяжёлых металлов.