Η επίστρωση με βάση το Shellac καθιστά τα υλικά χυτού πολτού κατάλληλα για τρόφιμα και βιώσιμα, καθώς δεν απαιτείται η χρήση πολυμερών ή μετάλλων με βάση το πετρέλαιο.
Ο χυτός πολτός από ανανεώσιμα υλικά, όπως ξύλο ευκαλύπτου ή ζαχαροκάλαμο, χρησιμοποιείται ευρέως ως βιώσιμο, ανακυκλώσιμο και κομποστοποιήσιμο υλικό συσκευασίας για την προστασία των – μεταξύ άλλων- των τροφίμων και δοχείων με ποτά. Για αυτό και η παραγωγή του αφορά περισσότερο από το 30% όλων των υλικών συσκευασίας με βάση το χαρτί.
Αλλά ένα βασικό μειονέκτημα των συσκευασιών από χυτό πολτό είναι πως πολλές φορές δεν προστατεύουν καλά τα προϊόντα, με αποτέλεσμα να αλλοιώνεται η ποιότητά τους και να μειώνεται η διάρκεια ζωής τους.
Ενώ αυτό το πρόβλημα συνήθως λύνεται με πλαστικοποίηση ή επίστρωση των υλικών με πολυμερή με βάση το πετρέλαιο όπως το πολυαιθυλένιο και ένα λεπτό στρώμα μετάλλων, συνήθως αλουμίνιο, η ανακύκλωση μετά από αυτό καθιστά δύσκολη την κομποστοποίηση ή την ανακύκλωση των συσκευασιών.
Ωστόσο, ερευνητές στη Σχολή Επιστημών, στο Πανεπιστήμιο Mae Fah Luang, στην Ταϊλάνδη και στη Σχολή Μηχανικών και Επιστήμης Υλικών, στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, κατάφεραν να αναπτύξουν μια επίστρωση με βάση το shellac, η οποία και προστατεύει καλύτερα τα τρόφιμα εντός της συσκευασίας και διευκολύνει την κομποστοποιητή ή την ανακύκλωση. Η μελέτη τους δημοσιεύθηκε στις 7 Φεβρουαρίου στο περιοδικό SCI Polymer.
Το shellac είναι ένα διόλου άγνωστο υλικό σε πολλές βιομηχανίες. Προέρχεται από μια ρητίνη που εκκρίνεται από σφάλματα lac και χρησιμοποιείται σε μια πληθώρα προϊόντων, από βερνίκια νυχιών μέχρι λάκα επίπλων και διάφορες βαφές. Οι μεγαλύτεροι παραγωγοί shellac είναι η Ινδία, η Ταϊλάνδη και η Κίνα. Χρησιμοποιείται, επίσης, ευρέως στη βιομηχανία φαρμάκων και τροφίμων λόγω της μη τοξικής φύσης, της θερμοπλαστικής συμπεριφοράς, της αντοχής στο λάδι και των καλών ιδιοτήτων φραγμού της υγρασίας.
Oι ερευνητές, λοιπόν, ανέπτυξαν έναν μορφοποιημένο πολτό με ένα νανοσύνθετο στρώμα που αποτελείται από νανοϊνιδωμένη κυτταρίνη (NFC) και shellac, για να προστατεύει περισσότερο τα προϊόντα σε μια συσκευασία από εισροές.
Για να βελτιωθεί η συμβατότητα με τη φάση του shellac και να αυξηθεί η αντοχή της NFC στο νερό, παρασκευάστηκε τροποποιημένη νανοϊνιδωμένη κυτταρίνη (mNFC) μέσω μιας αντίδρασης εστεροποίησης. Οι ερευνητές ετοίμασαν επίσης μη επικαλυμμένα δείγματα και δείγματα με επίστρωση από καθαρό shellac για σύγκριση.
Tα αποτελέσματα από τον έλεγχο όλων των δειγμάτων έδειξαν πως η νέα τους επίστρωση με shellac και mNFC παρουσίασε την ίδια μετάδοση οξυγόνου και υδρατμών με μια συμβατική συσκευασία, αλλά απέδειξε και μεγαλύτερη αντοχή στο νερό και το λάδι. Επιπλέον, όλα τα δείγματα πέτυχαν καλή θερμική σταθερότητα (περίπου 250 °C) μετά την εισαγωγή του στρώματος shellac με χαμηλότερη θερμοκρασία θερμικής αποικοδόμησης, επιβεβαιώνοντας τις πρακτικές του χρήσεις για εφαρμογές συσκευασίας.
Ένα τρέχον εμπόδιο στην εμπορευματοποίηση βρίσκεται στο κόστος, το οποίο εκτιμάται επί του παρόντος τρεις έως δέκα φορές μεγαλύτερο από τα υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα. Ωστόσο, σύμφωνα με τον επικεφαλής καθηγητή Nattakan Soykeabkaew, η επίστρωση θα μπορούσε επίσης «να εφαρμοστεί και σε άλλα οικολογικά υλικά για να μειώσει την ευαισθησία νερού/υγρασίας», όπως παρατίθεται από το Eurekalert.